WO2017213291A1 - 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박 Download PDF

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WO2017213291A1
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ship
vessel
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vdm
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강종구
정영수
박지훈
하성민
이단비
송찬호
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현대중공업 주식회사
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    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/54—Interprogram communication
    • G06F9/541—Interprogram communication via adapters, e.g. between incompatible applications

Definitions

  • the present invention relates to a ship data integration system and a ship comprising the same.
  • Types of vessels are classified according to the purpose of use, type of cargo, and type of loading.
  • the types of vessels are classified into merchant ships, special working vessels, warships, and fishing vessels.According to the type of cargo, container ships, Bulk Carrier, Tanker, Chemical Tanker, LPG Carrier, LNG Carrier, Car Carrier, etc. .
  • Each sensor and device is collected and processed by integrated equipment and provided for services required for safe navigation. Since one or more sensors and devices are made under different protocols according to the manufacturer, data is not easy to collect and data is collected in the past. However, there is a problem that there is a lot of limitations in the transfer and utilization of the collected data in the vessel as well as on land in the absence of a method of integrated management of collected data.
  • IEC 61162 is a communication standard for a communication interface between "marine navigation and radio communication equipment and systems", and IEC 61162 corresponds to the National Marine Electronics Association (NMEA) standard.
  • NMEA National Marine Electronics Association
  • NMEA sentence structure for receiving a position from a global positioning system is shown in FIG. 1.
  • GPS global positioning system
  • the data to be used in the IEC 61162 standard is not predefined in the NMEA sentence, additionally define the data as the NMEA sentence in agreement with each other and share it with each other through mutual interface agreement document. .
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the ship to convert the various types of ship data to the integrated vessel data format based on the vessel data model (VDM) to manage (collect, store, provide) integrated Its purpose is to provide a data integration system and a vessel comprising the same.
  • VDM vessel data model
  • VDM Path based on the VDM (Vessel Data Model) based on the first ship data of the non-standardized format received from the first equipment
  • VDM Vessel Data Model
  • a first vessel data conversion device for converting into integrated ship data using
  • a second ship data conversion device for converting the second ship data of the standardized format received from the second equipment into the integrated vessel data.
  • the first equipment collects ship data of different types and analyzes the collected ship data of different types to obtain a key and a value. And extract the extracted key and value to the first ship data converter.
  • the second equipment is to collect the ship data of different formats, and convert the collected ship data of different formats to a standardized format to the second ship data It outputs to a converter.
  • the standardized format is characterized in that the National Marine Electronics Association (NMEA) format.
  • NMEA National Marine Electronics Association
  • the first vessel data conversion apparatus replaces the key received from the first equipment with a VDM pass to replace the first vessel data with the integrated vessel data. Characterized in that converted to.
  • the first vessel data conversion apparatus is characterized in that it is included in the first material.
  • the first vessel data conversion apparatus includes a mapping setup file defining a mapping rule between a key and a VDM pass, and received from the first equipment.
  • a mapper for replacing a key with a VDM pass according to the mapping rule to convert the first vessel data into the integrated vessel data;
  • a queue client for transmitting the integrated vessel data converted by the mapper to a data processing unit using a queue-based transmission protocol.
  • the second vessel data conversion apparatus after analyzing the second vessel data received from the second equipment to extract the key (Key) and value (Value), The second vessel data is converted into the integrated vessel data by replacing the key with a VDM pass.
  • the second ship data conversion apparatus the listener for receiving the second ship data from the second equipment;
  • a ship data analysis unit for extracting a key and a value by analyzing the second ship data;
  • a mapping configuration file defining a mapping rule between a key and a VDM pass, and replacing the key with a VDM pass according to the mapping rule to convert the second ship data into the integrated vessel data.
  • a mapper And a queue client for transmitting the integrated vessel data converted by the mapper to a data processing unit using a queue-based transmission protocol.
  • the integrated ship data characterized in that it comprises the VDM pass and the value (Value).
  • the mapper when converting the first vessel data or the second vessel data into the integrated vessel data, the validity of the value (Value) according to the attribute of the data attribute It is characterized by verifying.
  • the VDM pass is an object identifier for identifying each instance defined by the VDM.
  • the ship data conversion apparatus for receiving a key (Key) and value (Value), which is a non-standardized ship data from the equipment for collecting different types of ship data; And a ship data converting unit converting the key into a VDM-based VDM pass and converting the key and the value into integrated ship data.
  • a key Key
  • value Value
  • the ship data conversion apparatus for receiving the ship data of the standardized format from the equipment for collecting different types of ship data; An analysis unit for extracting a key and a value by analyzing the ship data in the standardized format; And a ship data converting unit converting the key into a VDM-based VDM pass and converting the key and the value into integrated ship data.
  • the ship data conversion method according to an embodiment of the present invention, the first ship data of the non-standardized format received by the first vessel data conversion apparatus from the first equipment as integrated vessel data using the VDM-based VDM pass Converting the first ship data; And a second ship data conversion step of converting the second ship data of the standardized format received from the second equipment into the integrated ship data using the VDM-based VDM pass, by the second ship data conversion device. .
  • the first vessel data conversion step the first ship data conversion device is a key and value (Value) that is the first ship data from the first equipment Receiving; And converting the first vessel data into the integrated vessel data by replacing the key with a VDM-based VDM pass by the first vessel data conversion apparatus.
  • the second ship data conversion step the second ship data conversion device receiving the second ship data from the second equipment; Analyzing, by the second vessel data conversion device, the second vessel data to extract a key and a value; And converting the second vessel data into the integrated vessel data by replacing the key with a VDM-based VDM pass by the second vessel data conversion apparatus.
  • the ship data integration system of the present invention and the ship including the same, it is possible to manage (collection, storage, provision) of various types of ship data made by different protocols in one integrated data format.
  • the ship data integration system and the ship including the same collects data through existing vessel equipment, without directly collecting the ship data, it is possible to simplify the cabling, design, etc. .
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional NMEA sentence structure by way of example.
  • FIG. 2 is a view schematically showing the structure of the VDM applied to the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing the configuration of a smart ship equipped with a ship data integration platform according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the main functions of the ship data integration platform according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the configuration of a ship data integration system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating a vessel data collection process of the vessel data integration system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 7 is an equipment data transmission diagram according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a vessel data conversion process in the first vessel data conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a vessel data conversion process in the second ship data conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 to 11 are views for explaining a vessel data conversion process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an update process of a ship data model configuration file and a mapping configuration file according to a change in equipment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a ship data conversion method in a ship data integration system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the first ship data conversion step S100 of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a flowchart for describing a second ship data conversion step S200 of FIG. 13.
  • VDIP Vessel Data Integration Platform
  • VDIP Vessel Data Integration Platform
  • the Vessel Data Integration Platform is a software, firmware, and hardware device that integrates and manages vessel data. It may refer to any system configured or may be used in a software sense.
  • VDIP may be used in the same sense as the ship data integration system.
  • VDM Vessel Data Model
  • Vessel data model configuration description language is a language for creating a vessel data model configuration description file (Vessel data model configuration description file) for describing the VDM.
  • the ship data model configuration file is a configuration file that describes the VDM for the VCL.
  • Mapping Configuration Description File is a file that defines a rule for converting equipment output data into VDM-based integrated vessel data.
  • Mapping is the process of connecting equipment output data to the VDM.
  • Equipment is equipment mounted on a ship for a special purpose, collects various ship data generated in the ship, and transmits the collected ship data to the VDIP.
  • the equipment may be divided into a first equipment on which the ship data conversion apparatus is mounted and a second equipment on which the ship data conversion apparatus is not mounted.
  • the first equipment is equipped with a ship data conversion device directly, and analyzes the collected ship data in various formats to extract a key that can identify ship data and a value that is the content of the ship data.
  • a ship data conversion device After converting the extracted Key and Value (Key: Value) to the VDM-based integrated vessel data format (VDM Path: Value) through the vessel data conversion device, the converted integrated vessel data is transmitted to the VDIP. .
  • the key-value is related to the data representation format, and in a similar manner, the name-value, field-value, or attribute-value. (Value) may be applied. Therefore, a Name, a Field, or an Attribute may be extracted instead of a Key.
  • the second equipment converts the vessel data collected in various formats into a standardized format (for example, the National Marine Electronics Association (NMEA) format) and transmits the data to the VDIP in the form of UDP (User Datagram Protocol) or file.
  • NMEA National Marine Electronics Association
  • the first vessel data conversion device converts the first vessel data of “Key: Value” format outputted from the first equipment into a VDM-based integrated vessel data format (VDM Path: Value) through a mapping operation. Send it to the VDIP.
  • VDM Path: Value VDM-based integrated vessel data format
  • the second ship data converting apparatus analyzes the second ship data received from the second equipment, extracts a key and a value, and maps the extracted key and value (key: value).
  • the work converts the VDM-based integrated ship data format (VDM Path: Value).
  • Raw data is data in various formats that the equipment collects from sensors or devices.
  • Equipment output data is a specific form of data transmitted from the equipment to the ship data conversion device, the data output from the first equipment in the form of a key (Value) and the value (Key: Value), output from the second equipment
  • the data to be can be in a standardized format (eg, NMEA format).
  • VDM ship data model
  • VDM consists of three conceptual categories, three of which are the principles of ship data standardization (Principle), description language (Language), and common data structure.
  • the VDM is a ship model modeling a ship part as shown in FIG. 2, a system model modeling a system part, and a data model modeling a data type part.
  • Model defines a combined model.
  • the ship model is a hierarchical classification system for the equipment constituting the ship. It is a complete set of equipment list that can be defined by hierarchy, and the entire set is extensible.
  • the ship model can be defined in four tiers as shown in Table 1.
  • At least one equivalence group exists in a vessel, each of which has zero or more equivalences, and in each element There are zero or more components.
  • Level 1 which is the highest layer, is a vessel (Vessel) which means the vessel itself.
  • the ship includes an IMO number corresponding to a unique ID identifying the ship.
  • the Level 2 Instrument Group is a conceptual group of Level 3 instruments and utilizes the names of many commonly used groups for classification in the shipbuilding industry. For example, classifications such as Machinery, Captain, Hull, Electrical, Navigation, etc. may be utilized.
  • Level 3 items are layers that represent the actual equipment, with the most possible lists and instances in the actual configuration.
  • the element layer may represent abstract or logical equipment without being limited to actual equipment.
  • actual physical equipment such as engines or boilers
  • abstract / logical concepts such as stability indicators and loading conditions.
  • Level 4 components are optional hierarchies that are used to subdivide the elements in more detail, and are used when the classification and reuse are necessary due to the independence of the components themselves, or when the scales are large. For example, in the case of an engine, many cylinders, auxiliary machines, piping systems, etc., constitute a huge integrated system by itself, and if each of them is divided into components, they can be classified as necessary and used separately.
  • the entire set of ship models is continuously scalable.
  • the system model is a structured logical model for the data generated from the equipment constituting the ship.
  • System models are used to define internal data models for the data that can be collected within individual data collection devices.
  • System models help to increase the reusability and manage variability of data models within data collection devices. For example, if equipment A, a data acquisition device, is a device that collects engine and piping system related data, then you can build your own logical model of the engine and piping system. If equipment B, which is a data collection device, is a device that mainly collects flight-related data, a logical model for flight data may be built. If a part of the equipment A data needs to be collected later in the equipment B, the equipment B can reuse the model by importing and using the logic model of the equipment A.
  • This system model can be defined in four layers as shown in Table 2.
  • At least one Logical Device exists in the System, each Logical Device has one or more Logical Nodes, and each Logical Node has one Data Object. It is no longer present.
  • Level 1 represents a data collection device (material) in the system layer and includes one or more logical devices.
  • Level 2 is a logical device layer that is the highest level of modeling for logical equipment and includes one or more logical nodes.
  • the logical device may be, for example, a model of a main engine, a power generation engine, a boiler, a tank, a location device, and the like defined within the system, and may be a model of a concept combining them.
  • Level 3 is a logical node layer composed of objects modeling the functional units of the ship domain, and is the most central layer of the VDM.
  • the logical node may consist of three elements as follows.
  • Prefix that restricts this depending on the purpose or purpose of the logical node.
  • Class refers to the type or category of logical node
  • the name of the logical node (LNName) is defined as ⁇ prefix> + ⁇ class> + ⁇ inst>, and this combination must be unique within the logical device to which the logical node belongs.
  • the three pumps used in the Central CFW system can be modeled using a predefined pump class, and can be distinguished from other pumps using the CentralCFW prefix. You can name it CentralCFWPump3. If there is no duplication, CentralCFW can be omitted and defined as Pump1, Pump2, and Pump3.
  • the class of logical node is a key element of standardization that encourages to define and utilize the object of functional unit essential in ship domain.
  • Level 4 is the data object hierarchy, the most basic unit of data organization, and defines the data classes of the data model by objectization.
  • the data model provides a means for defining a desired data object by providing a method that can define from the basic data type to a complex data type combining them.
  • the system model is a structured logical model of the data generated from the equipment constituting the ship
  • the data model is a model representing the generated data itself
  • the data type can be defined recursively structured.
  • the data model makes data types more reusable and manages variability.
  • This data model may consist of the following components:
  • the data object of the system model is assigned an ID so that a data class of the data model can be objectized and named.
  • a data class is a data type that organizes data attributes into meaningful combinations.
  • the data attribute is the most basic unit of the data model and can be defined recursively, and finally has one of the basic data types (Float, Timestamp, String,).
  • the VDM is composed of a ship model, a system model, and a data model, and these three models combine to form a VDM.
  • the ship model classifies ships in a hierarchical manner.
  • the system model defines the logical nodes of the logical equipment within a particular system.
  • the data model defines the data class of the data object of the system model.
  • An instance of an element or component layer of a ship model may be connected to a logical node of a system model.
  • -Connection information refers to system, logical device so that only logical node can be connected.
  • the data object of the system model objectizes the data class of the data model.
  • Each instance (object) defined by the VDM as described above is assigned an object identifier for uniquely identifying each of them, and attributes of data are defined.
  • the VDM calls the object identifier a VDM path.
  • the VDM pass is used as the unique identifier for specific data in the vessel. It is also used as a routing rule for pointing to specific ship data on the VDM.
  • the rules of the VDM pass are as follows.
  • ⁇ VDM Path> ⁇ Equipment Group Name> / ⁇ Equipment Name> / ⁇ Component Name> / ⁇ Logical Device Name> / ⁇ Logical Node Name>.
  • ⁇ Logical Node Name> is composed of ⁇ prefix> + ⁇ class> + ⁇ inst>, and + after [ ⁇ Data Attribute Name>] means repeating one or more times.
  • the VDM pass of such a rule may or may not include the elements of the ship model, the components, the logical device of the system model, and the prefix of the logical node, as necessary.
  • the data attribute defines the attributes that the instance's data must have.
  • VDM ship data organized by VDM should be able to be described in a form that is understandable to both the system and stakeholders, and to this end, define the VCL.
  • VCL is a language for creating a vessel data model configuration description file for describing VDM.
  • the VCL is not limited to a specific form, and any language satisfying the following specification can be used as a VCL. have.
  • an embodiment of the present invention utilizes an XSD (eXtensible Markup Language) XML Schema Definition. You can create a ship data model configuration file (for example, VDM Configuration XML) based on the VCL.
  • XSD eXtensible Markup Language
  • VDM Configuration XML eXtensible Markup Language
  • the ship data model configuration file is a configuration file describing the VDM according to the VCL.
  • the ship data model configuration file includes definitions of a vessel part, a system part, and a data type part.
  • VDIP Vessel Data Integration Platform
  • FIG. 3 is a view schematically showing the configuration of a smart ship equipped with a ship data integration platform according to an embodiment of the present invention.
  • the VDIP collects, processes, and analyzes, stores, transmits land, and other S / W data services on board in a standardized system.
  • the land service platform receives and stores the data transmitted from the ship on land and provides the overall service based on this.
  • Big data platform extracts and analyzes data value by analyzing data as needed on the ground.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the main functions of the ship data integration platform according to an embodiment of the present invention.
  • VDIP converts ship data (raw data) such as alarm data, sensor data, and configuration data collected from IT equipment or devices into a structured format based on VDM.
  • VDM-based integrated vessel data converted into a structured format is transmitted to a land management system or provided to a third party service.
  • the land management system may be a concept corresponding to the land service platform of FIG. 3.
  • the sensor data is the actual value generated by the sensor installed in the ship
  • the alarm data is a value representing various alarm signals generated from the ship
  • the configuration data is derived from the sensor data.
  • Sensor-specific configuration information such as the unit (for example, m, cm, °C, °, etc.) for the numerical value used, the minimum (Min) value / maximum (Max) value for the numerical value.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the configuration of a ship data integration system according to an embodiment of the present invention.
  • the equipment 10 is equipment mounted on a ship for a specific purpose, and collects various ship data (raw data) generated in different forms in a ship, that is, alarm data, sensor data, and configuration data. Then, the collected ship data (raw data) is transmitted to the ship data integration system 100.
  • the VDIP 100 collects ship data through at least one or more equipment (eg, AMS, INS, loading computer, VDR, etc.) 10. As such, the VDIP 100 may directly collect ship data, but may use the existing ship equipment 10 as a gateway for data collection.
  • equipment eg, AMS, INS, loading computer, VDR, etc.
  • the ship data generated in the ship includes a variety of types, such as text, audio, image, video.
  • the material 10 may be divided into a first material 11 on which the first ship data converter 110 is mounted, and a second material 13 on which the first ship data converter 110 is not mounted.
  • the first material 11 is a device on which the first ship data conversion apparatus 110 is directly mounted, and collects various types of ship data from one or more sensors or devices, and analyzes the collected various types of ship data. By extracting the key to identify the ship data and the value (Key: Value) that is the content of the ship data.
  • the first material 11 is a VDM-based integrated vessel through the first vessel data conversion device 110, the key (Key) and Value (Key: Value), which is the first vessel data of the non-standardized format Convert to a data format (VDM Path: Value), and transfer the converted integrated vessel data to the vessel data integration system 100.
  • the first vessel data converting apparatus 110 replaces the key received from the first material 11 with the VDM pass assigned based on the VDM, and thus the key which is the first vessel data of the non-standardized form ( Converts Key and Value (Key: Value) to the integrated ship data type (VDM Path: Value).
  • a linking operation that replaces a key extracted from raw data with a VDM pass allocated based on the VDM is called a "mapping" operation.
  • the mapping operation connects the extracted key to the VDM path. Convert the validated value to the integrated ship data format (VDM Path: Value).
  • the data attribute is property information of ship data and defines properties that a value of ship data should have. Therefore, the value of the key extracted from the raw data is validated according to the attribute defined in the data attribute corresponding to the vessel equipment.
  • the first material 11 may include an alarm monitoring system (AMS), an integrated navigation system (INS), a loading computer, and the like.
  • AMS alarm monitoring system
  • INS integrated navigation system
  • loading computer and the like.
  • the second material 13 converts the vessel data collected in various formats into second vessel data in a standardized format (eg, NMEA format), and then converts the vessel data into a vessel data integration system 100 in UDP or file format. send.
  • a standardized format eg, NMEA format
  • the second material 13 may include a voice data recorder (VDR).
  • VDR voice data recorder
  • the first vessel data converting apparatus 110 is mounted on the first substrate 11, and the first vessel data of the non-standardized format output from the first substrate 11, that is, the key: value format.
  • the key is connected to the VDM pass through a mapping operation to convert the validated value into the integrated ship data format (VDM Path: Value).
  • the first vessel data conversion apparatus 110 described above may be implemented as a program and installed in the first material 11.
  • the first ship data conversion apparatus 110 described above may be referred to as an agent.
  • the second ship data conversion device 120 receives the second ship data in a standardized format (eg, NMEA format) from the second base material 13 in the form of UDP or a file.
  • a standardized format eg, NMEA format
  • the second ship data conversion apparatus 120 analyzes the second ship data received from the second material 13 to extract a key and a value, and extract the extracted key.
  • Key: Value are converted to VDM-based integrated vessel data format (VDM Path: Value) through mapping.
  • the second vessel data conversion apparatus 120 described above may be referred to as an adapter.
  • the integrated vessel data converted by the first vessel data converting apparatus 110 and the second vessel data converting apparatus 120 described above may be expressed in a JSON (JavaScript Object Notation) format.
  • the data processing unit 130 When the data processing unit 130 receives the integrated vessel data from the first vessel data converting apparatus 110 or the second vessel data converting apparatus 120, the data received based on the tag information of the received integrated vessel data is alarm data. In the case of data requiring real-time data transmission as described above, the received integrated vessel data is transmitted to the CEP 150. In the case of data that does not require real-time data transmission (for example, sensor data and configuration data), the received integrated vessel data is stored in the storage DB 170.
  • the data processor 130 receives the integrated vessel data transmitted by the first vessel data conversion apparatus 110 using the message queue.
  • the rule engine 140 manages data validation rules necessary for validating the integrated vessel data received from the first vessel data conversion device 110 or the second vessel data conversion device 120.
  • the rule engine 140 may manage a minimum value and a maximum value for each sensor for validating sensor data.
  • the rule engine 140 allows the integrated vessel data received from the first vessel data conversion device 110 or the second vessel data conversion device 120 to be stored in a corresponding DB provided in the storage DB 170. That is, the sensor data is stored in the sensor data DB 171, the alarm data is stored in the alarm data DB 173, and the configuration data is stored in the configuration data DB 175.
  • CEP (Complex Event Processing) 150 is a data (for example, alarm data) to be processed immediately in real time from the integrated vessel data received from the data processing unit 130, the data via satellite communication via the land communication unit 160 Send in real time.
  • the communication protocols used for data transmission using satellite communication include Message Queueing Telemetry Transport (MQTT), Constrained Application Protocol (CoAP), Mail, File Transfer Protocol (FTP), Simple Control Protocol (SCP), HyperText Transfer (HTTP). Protocol) may be used.
  • MQTT Message Queueing Telemetry Transport
  • CoAP Constrained Application Protocol
  • FTP File Transfer Protocol
  • SCP Simple Control Protocol
  • HTTP HyperText Transfer
  • MQTT may be used.
  • Satellite communication services that may be used for data transmission are service-specific services, including 1) Fixed Satellite Service (FSS) and 2) Mobile Satellite Service (MSS). Service) and 3) Broadcast Satellite Service (BSS), and service by area is 4) International Satellite Service (INTELSAT, INMARSAT), 5) Local Satellite Service (EUTELSAT, PANAMSAT) and 6) Domestic There may be satellite services (KORESAT, BS).
  • VSAT Very Small Aperture Terminal
  • Inmarsat FB FullBroadband
  • Inmarsat Global Express Xpress
  • Fleet Xpress Xpress
  • the data transmission by the land communication unit 160 may be made through a wireless communication protocol other than satellite communication.
  • WLAN Wireless LAN
  • Wibro Wireless broadband
  • Wimax Worldwide Interoperability for Microwave Access
  • a general mobile communication system of (High Speed Downlink Packet Access) HSDPA , 3G (3 rd Generation) , Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), and the like may be used.
  • LTE Long Term Evolution-Advanced
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • the land communication unit 160 is responsible for data transmission and reception between the ship data integration system 100 and the land management system 200.
  • the real time data transmission unit 161 of the land communication unit 160 is responsible for the transmission processing of data (eg, alarm data) that requires real time transmission.
  • the batch data transmitter 163 is responsible for transmitting and processing data stored in the storage DB 170 at periodic time units.
  • the remote data retrieval unit 165 is responsible for retrieving and transmitting the corresponding ship data from the storage DB 170 in response to the ship data inquiry request from the land.
  • the storage DB 170 stores and manages integrated vessel data, and includes a sensor data DB 171 for storing sensor data, an alarm data DB 173 for storing alarm data, and a configuration data DB 175 for storing configuration data. ),
  • the ship data DB 177 for storing metadata, design specification data, and the like.
  • the above-described storage DB 170 stores the collected integrated vessel data for a predetermined period (for example, 30 days) so that history tracking and the like can be performed on land, and data loss due to network disconnection can be prevented.
  • Ship data stored in the above-described storage DB 170 is preferably stored according to the VDM system.
  • the storage DB 170 may be implemented in MongoDB of NoSQL (Structured Query Language) (NoSQL) to provide flexibility of data management.
  • NoSQL Structured Query Language
  • the data service provider 180 searches for and provides the data required by the third party service in the storage DB 170.
  • the third party service may designate and retrieve desired data using a VDM pass based on the VDM.
  • the data service provider 180 determines whether the third party service has access to the data range based on the VDM pass requested by the third party service. Check it.
  • the vessel data integration system configured as described above collects various types of vessel data created by different protocols, converts them into one systematic integrated vessel data format based on VDM, and converts the converted vessel data into land. Or to third party services.
  • FIG. 6 is a view illustrating a vessel data collection process of the vessel data integration system according to an embodiment of the present invention.
  • the vessel data integration system 100 collects vessel data through at least one or more equipment (eg, AMS, INS, loading computer, VDR, etc.) 10. As such, the ship data integration system 100 may directly collect ship data, but may use the existing ship equipment 10 as a gateway for data collection.
  • equipment eg, AMS, INS, loading computer, VDR, etc.
  • the equipment 10 collects various vessel data (eg, alarm data, sensor data, configuration data, etc.) generated in the vessel and transmits them to the vessel data integration system 100.
  • vessel data e.g, alarm data, sensor data, configuration data, etc.
  • the material 10 includes a first material 11 on which the first ship data converter 110 is directly mounted and a second material 13 on which the first ship data converter 110 is not mounted. ).
  • the first material 11 extracts a key and a value from various types of ship data collected from one or more sensors or devices, and extracts the extracted key and value ( Key: Value) is output to the first ship data conversion apparatus 110.
  • the first material 11 may manage and generate a separate transmission / reception channel (for example, ZeroMQ) for ship data (raw data) such as alarm data, sensor data, configuration data, and the like as shown in FIG. 7. Can be.
  • a separate transmission / reception channel for example, ZeroMQ
  • ship data raw data
  • raw data such as alarm data, sensor data, configuration data, and the like as shown in FIG. 7.
  • the first vessel data conversion apparatus 110 that receives the first vessel data in the form of Key: Value outputted from the first material 11 may convert the key into a VDM through a mapping operation. Connect to a path and convert it to a VDM-based integrated ship data format (VDM Path: Value).
  • VDM Path Value
  • the integrated vessel data converted into the integrated vessel data format is transmitted to the vessel data integration system 100.
  • the integrated vessel data may be expressed in JSON format.
  • the first vessel data converting apparatus 110 that receives the first vessel data output from the first material 11 in the form of a key and a value (Key: Value), performs the mapping operation.
  • the mapping operation is performed by a mapper in the first ship data conversion apparatus 110, and a key may not be used after the first ship data conversion apparatus 110.
  • the second base material 13 converts the vessel data collected in various formats into a standardized format (eg, NMEA format).
  • the second vessel data converted into a standardized format (eg, NMEA format) is transmitted to the second vessel data conversion apparatus 120 of the ship data integration system 100 in UDP or file format.
  • a standardized format eg, NMEA format
  • the second ship data conversion device 120 analyzes the second ship data received from the second material 13 in the form of UDP or file, extracts a key and a value, and extracts the extracted key and value.
  • the key and value (Key: Value) are converted into a VDM-based integrated ship data type (VDM Path: Value) by mapping.
  • the second base material 13 transmits the second ship data converted into the standardized format (for example, the NMEA format) to the proxy server, and the first ship data converting device installed in the proxy server stores the second material ( 13) Analyze the second ship data received from 13) to extract the Key and Value (Key: Value) and to map the extracted Key and Value (Key: Value) through the mapping operation
  • VDM Path: Value VDM-based integrated vessel data format
  • the ship data integration system 100 internally performs queue-based asynchronous processing to effectively process a large amount of ship data periodically generated in the equipment 10: 11 and 13, and the first vessel data conversion device 110.
  • the communication between the second ship data conversion apparatus 120 and the ship data integration system 100 uses a queue, UDP, or a file, depending on the type of equipment.
  • the ship data integration system 100 collects ship data through at least one or more materials 10: 11 and 13, wherein the ship equipments 10: 11 and 13 are developed in various languages. It follows its own way of providing data.
  • the data interworking and mapping setting file (Mapping) between the ship data integration system 100 and each equipment (10:11, 13) through the first vessel data conversion device 110 or the second vessel data conversion device 120 Configuration Description File, etc. can be interchanged to enable consistent data transmission and reception between equipment and ship data integration systems.
  • the type of data interworking method between the ship data integration system 100 and the equipment 10: 11 and 13 is largely divided into two methods according to the data collection method. That is, the method of interworking through the first ship data converting apparatus 110 and the method of interworking through the second ship data converting apparatus 120.
  • the first vessel data converting apparatus 110 performs a mapping operation on a key from the first vessel data having a key: value format output from the first material 11. It connects to the VDM pass via the VDM Path, and converts the validated value to the integrated ship data format (VDM Path: Value).
  • the mapper 111 defines a data conversion rule for converting the first ship data output from the first material 11 into VDM-based integrated ship data, that is, a mapping rule between a key and a VDM pass. It includes a mapping configuration file, and through the mapping rules defined in the mapping configuration file, converts the first vessel data received from the first equipment 11 through the message queue to VDM-based integrated vessel data. That is, in the first vessel data received from the first material 11, the key is connected to the VDM pass through mapping to connect the key to the VDM pass. (Key: Value) is converted to VDM-based integrated ship data format (VDM Path: Value).
  • the mapper 111 converts a key and a value (Key: Value) into a VDM-based integrated ship data type (VDM Path: Value), and according to the attribute of the data attribute, the value (Value) ), It is desirable to validate.
  • the VDM 113 defines a classification scheme of the objects in the ship and a scheme derived for describing the data of the objects.
  • the VDM loader 115 loads the ship data model configuration file describing the VDM using the VCL.
  • the queue client 117 transmits the VDM-based integrated vessel data converted by the mapper 111 to the data processing unit 130 of the vessel data integration system 100 using the queue-based transmission protocol.
  • the second vessel data conversion device 120 receives second vessel data in a standardized format (for example, NMEA format) from the second material 13 and receives the second vessel data. Extract Key and Value (Key: Value) from VDM-based integrated vessel data format.
  • NMEA format for example, NMEA format
  • Extract Key and Value Key: Value
  • the listener 121 receives second ship data output from the second material 13 in the form of UDP or a file.
  • the ship data analyzer 122 analyzes the second ship data received through the listener 121 and extracts a key and a value.
  • the mapper 123 is a mapping setting for defining a data conversion rule for converting the second ship data output from the second material 13 into VDM-based integrated ship data, that is, a mapping rule between a key and a VDM pass. It includes a file, and converts the second vessel data output from the second material 13 into the VDM-based integrated vessel data through the mapping rule defined in the mapping configuration file. That is, a key and a value (Key: Value) extracted from the ship data analyzer 122 are converted into a VDM-based integrated ship data format (VDM Path: Value) through a mapping operation.
  • a key and a value Key: Value
  • VDM Path Value
  • the mapper 123 converts a key and a value (Key: Value) into a VDM-based integrated ship data type (VDM Path: Value), and according to the attribute of the data attribute, the value (Value) ), It is desirable to validate.
  • the VDM 124 defines the classification scheme of objects in the ship and the scheme derived to describe the data of the objects.
  • the VDM loader 125 uses the VCL to load the ship data model configuration file describing the VDM.
  • the queue client 126 transmits the VDM-based integrated vessel data converted by the mapper 123 to the data processing unit 130 of the vessel data integration system 100 using the queue-based transmission protocol.
  • the first vessel data converting apparatus 110 and the second vessel data converting apparatus 120 are formed in various forms made of different protocols collected from the first and second materials 11 and 13, respectively. Converts vessel data into VDM-based integrated vessel data format.
  • the VDM which organizes and efficiently manages ship data, is defined based on the classification scheme of objects in ships and a scheme derived to describe the data of objects.
  • the VDM is a VCL-based ship data model configuration file. It is described through. In other words, all information and data of the ship are defined through the VCL-based ship data model configuration file.
  • the ship data output from the first material 11 or the second material 13 may be parsed by the equipment parsing rule in the first ship data converting device 110 or the second ship data converting device 120. It is resolved according to the requirements, and is converted to the integrated vessel data format based on VDM through the mapping rules defined in the mapping configuration file.
  • Mapping rules may be set individually for each equipment (10:11, 13) provided in the vessel.
  • ship data generated by each sensor and device of the ship is collected through the first vessel data converting apparatus 110 or the second vessel data converting apparatus 120 of the equipment 11 as shown in FIG. 11.
  • the ship data integration system 100 registers and manages the first ship data conversion device 110 and the second ship data conversion device 120. Further, between the first vessel data converting apparatus 110 and the second vessel data converting apparatus 120 and the ship data integration system 100, integrated vessel data is exchanged through VDM, and each integrated vessel data is identified by a VDM pass. do.
  • the first ship data conversion device 110 mounted on the equipment 11 or the second ship data conversion device 120 mounted on the ship data integration system 100 use a VCL-based VDM and mapping rules, a new sensor is used. Or it can be easily extended even if new equipment is registered.
  • the equipment output data is analyzed according to the equipment parsing rules and converted into integrated vessel data based on VDM through the mapping rules defined in the mapping configuration file.
  • the ship data model configuration file and equipment defining the data model of the vessel The mapping configuration file that manages the mapping rules between data needs to be modified.
  • the ship data integration system 100 receives the corresponding contents through the satellite from the land management system as shown in FIG. 12 to receive the Peacock Edge Server 190. The transmission is transmitted to the first ship data conversion device 110 or the second ship data conversion device 120.
  • the first ship data conversion device 110 or the second ship data conversion device 120 that receives the change from the land management system through the satellite may be a ship data model configuration file or a mapping setting file according to the received change. To change.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a ship data conversion method in a ship data integration system according to an embodiment of the present invention.
  • the first ship data conversion apparatus 110 is a first ship of a non-standardized form (Key: Value) from the first material 11
  • the first vessel data conversion step (S100) and the second vessel data conversion device 120 for receiving the data and converting the data into integrated vessel data, which is a structured data format using a VDM-based VDM pass, are performed by the second equipment (
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the first ship data conversion step S100 of FIG. 13.
  • the first vessel data converting apparatus 110 receives a key and a value, which are first vessel data in a non-standardized form, from the first material 11 (S110).
  • step S110 the key received in step S110 is replaced with a VDM-based VDM pass, and the key and the value (Key: Value) are integrated into one VDM-based data format. Convert to a ship data format (VDM Path: Value) (S120).
  • FIG. 15 is a flowchart for describing a second ship data conversion step S200 of FIG. 13.
  • the second vessel data conversion apparatus 120 receives second vessel data converted from the second base material 13 into a standardized format (eg, NMEA format) (S210).
  • a standardized format eg, NMEA format
  • the second vessel data received through the above step S210 is analyzed to extract a key and a value S220.
  • step S220 The key extracted in step S220 is replaced with a VDM-based VDM pass, and the key and value (Key: Value) are converted into a VDM-based integrated ship data format (VDM Path: Value). Convert (S230).
  • the ship data integration system may be implemented in the form of software and firmware for integrated management of ship data, and may be provided on the ship. It may be implemented in any system configured and provided to the vessel.
  • the ship data integration system of the present invention and the ship including the same, it is possible to manage (collection, storage, provision) of all types of ship data made of different protocols in one integrated data format.

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Abstract

본 발명은 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다. 이에 따라 본 발명은, 제1기자재로부터 수신한 비표준화된 형식의 제1선박 데이터를 VDM(Vessel Data Model) 기반의 VDM 패스(VDM Path)를 이용한 통합 선박 데이터로 변환하는 제1선박 데이터 변환 장치; 및 제2기자재로부터 수신한 표준화된 형식의 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 제2선박 데이터 변환 장치;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박
본 발명은 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
선박은 사용 목적, 화물의 형태, 적재 방식에 따라 종류가 구분되는데, 사용 목적에 따라서는 상선, 특수작업선, 군함, 어선 등으로 구분되고, 화물의 형태에 따라서는 컨테이너선(Container Ship), 살물선(Bulk Carrier), 유조선(Tanker), 화학제품 운반선(Chemical Tanker), 액화석유가스 운반선(LPG Carrier), 액화천연가스 운반선(LNG Carrier), 차량운반선(Car Carrier) 등으로 구분될 수 있다.
전술한 바와 같이 다양한 종류의 선박은 각기 그 목적에 맞는 용도로 기능하기 위해 수많은 센서와 장치를 탑재하게 된다.
각 센서와 장치는 통합 장비에 의해 취합되고 가공되며 안전 항해에 필요한 서비스에 제공되는데, 하나 이상의 센서와 장치가 제조사에 따라 각기 다른 규약으로 만들어지므로, 종래에는 데이터의 취합이 쉽지 않고, 데이터를 취합하더라도 수집된 데이터를 통합 관리하는 방법의 부재로 수집된 데이터에 대한 선박 내에서는 물론 육상으로의 전달과 활용에도 제약이 많은 문제점이 있다.
한편, IMO(International Maritime Organization)는 지정한 "해상 항해 및 무선통신 장비와 시스템(Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems)"(예를 들어, VDR(Voyage Data Recorder), INS(Integrated Navigation System) 등)이 IEC(International Electronical Committee) 61162 기반의 디지털 인터페이스를 따르도록 강제하고 있다. 여기서, IEC 61162은 "해상 항해 및 무선통신 장비와 시스템" 간의 통신 인터페이스를 위한 통신 표준으로, IEC 61162는 NMEA(National Marine Electronics Association) 표준과 서로 대응된다.
반면, "해상 항해 및 무선통신 장비와 시스템"에 해당되지 않는 장비들(예를 들어, AMS(Alarm Monitoring System), BMS(Bridge Maneuvering System) 등)은 IEC 61162를 따라야 하는 의무가 없다. 그리고 기공지되어 있는 NMEA를 이용한 데이터 표현에도 큰 한계가 존재하므로 주로 다른 산업 표준이나 사실상의 표준(de facto standard)을 선택하여 활용하고 있다.
이로 인해 "해상 항해 및 무선통신 장비와 시스템"에 해당되지 않는 장비들 간의 인터페이스는 공통된 표준이 존재하지 않고 있다.
예를 들어, GPS(Global Positioning System)로부터 위치를 수신하는 NMEA 문장 구조는 도 1과 같다. 이러한 NMEA 문장은 표준 문서를 통해 시스템 개발자끼리 공유되나, 개별적인 변경은 허락되지 않는다.
IEC 61162 표준 상에서 사용하고자 하는 데이터가 NMEA 문장으로 미리 정의된 데이터가 아닌 경우에는, 서로 합의하에 해당 데이터를 NMEA 문장으로 정의하는 작업을 추가적으로 수행하고, 이를 상호 간 인터페이스 합의 문서를 통해 서로 공유해야 한다.
전술한 바와 같이, IEC 61162 표준 상에서 사용하고자 하는 데이터가 NMEA 문장으로 미리 정의되어 있지 않으면, 추가적으로 데이터를 정의하여 이를 문서로 작성하여 서로 공유해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다양한 형식의 선박 데이터를 선박 데이터 모델(VDM) 기반의 통합 선박 데이터 형식으로 변환하여 통합적으로 관리(수집, 저장, 제공)할 수 있도록 하는 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템은, 제1기자재로부터 수신한 비표준화된 형식의 제1선박 데이터를 VDM(Vessel Data Model) 기반의 VDM 패스(VDM Path)를 이용한 통합 선박 데이터로 변환하는 제1선박 데이터 변환 장치; 및 제2기자재로부터 수신한 표준화된 형식의 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 제2선박 데이터 변환 장치;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제1기자재는, 서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하고, 수집한 서로 다른 형식의 선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)을 상기 제1선박 데이터 변환 장치로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제2기자재는, 서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하고, 수집한 서로 다른 형식의 선박 데이터를 표준화된 형식으로 변환하여 상기 제2선박 데이터 변환 장치로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 표준화된 형식은, NMEA(National Marine Electronics Association) 형식인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제1선박 데이터 변환 장치는, 상기 제1기자재로부터 수신한 키(Key)를 VDM 패스로 대체하여 상기 제1선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제1선박 데이터 변환 장치는, 상기 제1기자재에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제1선박 데이터 변환 장치는, 키(Key)와 VDM 패스 사이의 맵핑 규칙을 정의하는 맵핑 설정 파일을 포함하며, 상기 제1기자재로부터 수신한 키(Key)를 상기 맵핑 규칙에 따라 VDM 패스로 대체하여, 상기 제1선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 맵퍼; 및 상기 맵퍼에 의해 변환된 상기 통합 선박 데이터를 큐 기반 전송 프로토콜을 이용하여 데이터 처리부로 전송하는 큐 클라이언트;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제2선박 데이터 변환 장치는, 상기 제2기자재로부터 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출한 후, 상기 키(Key)를 VDM 패스로 대체하여 상기 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 제2선박 데이터 변환 장치는, 상기 제2기자재로부터 상기 제2선박 데이터를 수신하는 리스너; 상기 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하는 선박 데이터 분석부; 키(Key)와 VDM 패스 사이의 맵핑 규칙을 정의하는 맵핑 설정 파일을 포함하며, 상기 키(Key)를 상기 맵핑 규칙에 따라 VDM 패스로 대체하여, 상기 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 맵퍼; 및 상기 맵퍼에 의해 변환된 상기 통합 선박 데이터를 큐 기반 전송 프로토콜을 이용하여 데이터 처리부로 전송하는 큐 클라이언트;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 통합 선박 데이터는, 상기 VDM 패스와 값(Value)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 맵퍼는, 제1선박 데이터 또는 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환할 때, 데이터 어트리뷰트의 속성에 따라 값(Value)의 유효성을 검증하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서, 상기 VDM 패스는, VDM에 의해 정의된 각각의 인스턴스를 식별하기 위한 객체 식별자인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 변환 장치는, 서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하는 기자재로부터 비표준화된 형식의 선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)을 수신하는 수신부; 및 상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 키(Key)와 값(Value)을 통합 선박 데이터로 변환하는 선박 데이터 변환부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 데이터 변환 장치는, 서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하는 기자재로부터 표준화된 형식의 선박 데이터를 수신하는 수신부; 상기 표준화된 형식의 선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하는 분석부; 및 상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 키(Key)와 값(Value)을 통합 선박 데이터로 변환하는 선박 데이터 변환부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 변환 방법은, 제1선박 데이터 변환 장치가 제1기자재로부터 수신한 비표준화된 형식의 제1선박 데이터를 VDM 기반의 VDM 패스를 이용한 통합 선박 데이터로 변환하는 제1선박 데이터 변환 단계; 및 제2선박 데이터 변환 장치가 제2기자재로부터 수신한 표준화된 형식의 제2선박 데이터를 VDM 기반의 VDM 패스를 이용한 통합 선박 데이터로 변환하는 제2선박 데이터 변환 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 변환 방법에서, 상기 제1선박 데이터 변환 단계는, 상기 제1선박 데이터 변환 장치가 상기 제1기자재로부터 상기 제1선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)을 수신하는 단계; 및 상기 제1선박 데이터 변환 장치가 상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 제1선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 변환 방법에서, 상기 제2선박 데이터 변환 단계는, 상기 제2선박 데이터 변환 장치가 상기 제2기자재로부터 상기 제2선박 데이터를 수신하는 단계; 상기 제2선박 데이터 변환 장치가 상기 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하는 단계; 및 상기 제2선박 데이터 변환 장치가 상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박에 따르면, 서로 다른 규약으로 만들어지는 다양한 형식의 선박 데이터를 하나의 통합된 데이터 형식으로 관리(수집, 저장, 제공)할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박은 선박 데이터를 직접 수집하지 않고, 기존의 선박 기자재를 통해 데이터를 수집하므로, 케이블링, 설계 등을 단순화할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 NMEA 문장 구조를 예시적으로 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 VDM의 구조 체계를 계략적으로 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 플랫폼을 탑재한 스마트 쉽의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 플랫폼의 주요 기능을 개략적으로 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템의 선박 데이터 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기자재 데이터 전송 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1선박 데이터 변환 장치에서의 선박 데이터 변환 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2선박 데이터 변환 장치에서의 선박 데이터 변환 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 변환 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기자재 변경에 따른 선박 데이터 모델 구성 파일 및 맵핑 설정 파일의 업데이트 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서의 선박 데이터 변환 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 14는 도 13에서 제1선박 데이터 변환 단계(S100)를 설명하기 위한 처리도이다.
도 15는 도 13에서 제2선박 데이터 변환 단계(S200)를 설명하기 위한 처리도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박에 대해서 상세하게 설명한다.
본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다.", "포함할 수 있다." 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작, 구성 요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작, 구성 요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, "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. 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 주요 용어를 살펴보면 다음과 같다.
선박 데이터 통합 플랫폼(Vessel Data Integration Platform:VDIP)은 다양한 선박 데이터를 수집, 처리, 분석, 저장, 전송하기 위한 것으로, 선박 데이터를 통합 관리하는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 장치들 또는 이들 간 선택적인 조합으로 구성된 임의의 시스템을 지칭하거나, 소프트웨어적 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, VDIP는 선박 데이터 통합 시스템과 동등한 의미로 사용될 수 있다.
선박 데이터 모델(Vessel Data Model:VDM)은 선박에 대한 모든 데이터를 하나의 체계로 정의하기 위한 데이터 모델로, 선박 자체로부터 말단 센서에 이르는 모든 장치를 객체화하고 객체간 관계와 객체의 속성을 정의한다.
선박 데이터 모델 구성 기술 언어(Vessel data model Configuration description Language:VCL)는 VDM을 기술하기 위한 선박 데이터 모델 구성 파일(Vessel data model configuration description file)을 작성하는 언어이다.
선박 데이터 모델 구성 파일은 VCL에 맞게 VDM을 기술하는 구성 파일이다.
맵핑 설정 파일(Mapping Configuration Description File)은 기자재 출력 데이터를 VDM 기반의 통합 선박 데이터로 변환하기 위한 규칙을 정의하는 파일이다.
맵핑은 기자재 출력 데이터를 VDM으로 연결하는 과정이다.
기자재는 선박에 특수한 목적으로 탑재되는 장비로, 선박 내에서 발생되는 각종 선박 데이터를 수집하고, 수집된 선박 데이터를 VDIP로 전송한다. 기자재는 선박 데이터 변환 장치를 탑재하는 제1기자재와 선박 데이터 변환 장치를 탑재하지 않는 제2기자재로 구분될 수 있다.
제1기자재는 선박 데이터 변환 장치가 직접 탑재되어, 수집한 다양한 형식의 선박 데이터를 분석(parsing)하여 선박 데이터를 식별할 수 있는 키(Key)와 선박 데이터의 내용인 값(Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 선박 데이터 변환 장치를 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환하고, 변환된 통합 선박 데이터를 VDIP로 전송한다.
또한, 상기 키(Key)-값(Value)은 데이터 표현 형식과 관련된 것으로, 유사한 표현 방식으로 이름(Name)-값(Value), 필드(Field)-값(Value) 또는 속성(Attribute)-값(Value) 등이 적용될 수 있다. 따라서, 키(Key) 대신 이름(Name), 필드(Field) 또는 속성(Attribute)이 추출될 수 있다.
제2기자재는 다양한 형식으로 수집된 선박 데이터를 표준화된 형식(예를 들어, NMEA(National Marine Electronics Association) 형식)으로 변환하여 UDP(User Datagram Protocol) 또는 파일 형태로 VDIP로 전송한다.
제1선박 데이터 변환 장치는 제1기자재에서 출력되는 "키(Key):값(Value)" 형식의 제1선박 데이터를 맵핑 작업을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환하여 이를 VDIP로 전송한다.
제2선박 데이터 변환 장치는 제2기자재로부터 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 맵핑 작업을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
원시 데이터(raw data)는 기자재가 센서 또는 디바이스로부터 취합한 다양한 형식의 데이터이다.
기자재 출력 데이터는 기자재에서 선박 데이터 변환 장치로 전달되는 특정 형식의 데이터로, 제1기자재에서 출력되는 데이터는 키(Key)와 값(Value)의 형태(Key:Value)이고, 제2기자재에서 출력되는 데이터는 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
우선, 본 발명의 실시예들이 구현되기 위해서는 선박 내에서 발생되는 모든 형식의 데이터를 하나의 체계로 관리할 수 있도록 구축된 선박 데이터 모델(VDM)에 대해 설명한다.
VDM은 3가지 개념적 범주로 구성되며, 3가지 개념은 선박 데이터 표준화 원칙(Principle), 기술 언어(Language), 공통 데이터 구조체(Common Data Structure)이다.
VDM은 선박 데이터를 표현하기 위하여, 도 2에 도시하는 바와 같이 선박 파트를 모델링한 선박 모델(Vessel Model), 시스템 파트를 모델링한 시스템 모델(System Model), 데이터 타입 파트를 모델링한 데이터 모델(Data Model)의 3가지가 결합된 모델을 정의한다.
선박 모델은 선박을 구성하는 장비들에 대한 계층적인 분류 체계이며, 계층별로 정의 가능한 장비 목록의 전체 집합으로, 전체 집합은 확장 가능하다.
선박 모델은 표 1에 나타내는 바와 같이 4개 계층으로 정의될 수 있다.
계 층 명 칭 설 명 비 고
Level 1 Vessel 선박. 최상위 구성
Level 2 Equipment Group 장비들의 개념적인 그룹
Level 3 Equipment 실제 장비 or 추상/논리적 장비
level 4 Component Equipment의 하위 세부 분류 optional
도 2에 도시하는 바와 같이, 선박(Vessel)에는 이큅먼트 그룹(Equipment Group)이 1개 이상 존재하고, 각각의 이큅먼트 그룹에는 이큅먼트(Equipment)가 0개 이상 존재하고, 각각의 이큅먼트에는 컴포넌트(Component)가 0개 이상 존재한다.
여기서, 최상위 계층인 레벨 1은 선박 자체를 의미하는 선박(Vessel)이다. 선박은 선박을 식별하는 고유 ID에 해당하는 IMO 번호를 포함한다.
레벨 2인 이큅먼트 그룹 계층의 인스턴스들이 모여서 하나의 선박을 구성한다. 여기서, 이큅먼트 그룹은 선박에 종속적인 관계를 갖는다.
레벨 2인 이큅먼트 그룹은 레벨 3인 이큅먼트들의 개념적인 그룹이며, 조선 산업에서 분류를 위해 많이 쓰이는 그룹의 명칭을 활용한다. 예를 들어, 기관(Machinery), 선장(Hull), 전장(Electrical), 운항(Navigational) 등의 분류가 활용될 수 있다.
레벨 3인 이큅먼트는 실제 장비를 주로 나타내는 계층으로, 가장 많은 가능 목록과 실제 구성에서의 인스턴스를 가진다.
이큅먼트 계층은 실제 장비에만 국한되지 않고 추상적이거나 논리적인 장비를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 엔진이나 보일러와 같은 실제 물리적인 장비를 나타내는 것은 물론 안정성 지표, 로딩 상태와 같은 추상/논리적 개념도 적용 가능하다.
레벨 4인 컴포넌트는 이큅먼트를 보다 상세하게 하위 분류할 경우 사용하는 선택 가능한(optional) 계층이며, 컴포넌트 자체적인 독립성으로 인해 분류 및 재사용이 필요할 경우나 이큅먼트 자체가 규모가 클 경우 사용된다. 예를 들어, 엔진의 경우, 여러 개의 실린더, 보조 기계, 파이핑 시스템 등 자체만으로도 거대한 통합 시스템을 이루고 있으므로, 각각을 컴포넌트로 세분화하여 정의하면 필요한 관점으로 분류가 가능하고 별도로 활용도 가능하다.
전술한, 선박 모델의 전체 집합은 지속적으로 확장 가능하다.
한편, 시스템 모델은 선박을 구성하는 장비들에서 발생되는 데이터에 대한 구조화된 논리 모델이다.
선박 내에는 기계, 전기, 유압, 공압, 전자, 통신 또는 S/W(Software) 장비들이 공존하고 있고, 이들에서 발생되는 데이터는 데이터 수집이 가능한 장치(IT(Information Technology), 전자, S/W 장비 등)에 의해 취합된다.
개별 데이터 수집 장치 내에서 수집 가능한 데이터에 대한 내부적인 데이터 모델을 정의하기 위해 시스템 모델을 활용한다.
시스템 모델은 데이터 수집 장치 내에서 데이터 모델의 재사용성을 높이고 가변성을 관리하게 해준다. 예를 들어, 데이터 수집 장치인 기자재 A가 엔진과 파이핑 시스템 관련 데이터를 수집하는 장치라 한다면, 이 장치 내에 엔진과 파이핑 시스템에 대한 자체적인 논리 모델을 구축할 수 있다. 그리고 데이터 수집 장치인 기자재 B가 주로 운항 관련 데이터를 수집하는 장치라 하면, 주로 운항 데이터에 대한 논리 모델을 구축할 수 있을 것이다. 추후 기자재 A의 데이터 중 일부를 기자재 B에서도 수집할 필요가 생겼다면, 기자재 B는 기자재 A의 논리 모델을 임포트(import)하여 사용하는 방법으로 모델 재사용이 가능하다.
이러한 시스템 모델은 표 2에 나타내는 바와 같이 4개 계층으로 정의될 수 있다.
계 층 명 칭 설 명 비 고
Level 1 System 시스템
Level 2 Logical Device 논리적 장비 모델링 최상위
Level 3 Logical Node 논리적인 기능의 기본 단위
Level 4 Data Object 데이터 타입의 인스턴스
시스템(System)에는 로지컬 디바이스(Logical Device)가 1개 이상 존재하고, 각각의 로지컬 디바이스에는 로지컬 노드(Logical Node)가 1개 이상 존재하고, 각각의 로지컬 노드에는 데이터 오브젝트(Data Object)가 1개 이상 존재한다.
레벨 1은 시스템 계층으로 데이터 수집 장치(기자재)를 나타내고, 하나 혹은 다수의 로지컬 디바이스를 포함한다.
레벨 2는 로지컬 디바이스 계층으로 논리적인 장비에 대한 모델링의 최상위 개념이며, 하나 혹은 다수의 로지컬 노드를 포함한다.
로지컬 디바이스는 예를 들어 시스템 내부에서 정의한 메인 엔진, 발전 엔진, 보일러, 탱크, 위치 장치 등의 모델이 있을 수 있고, 이들을 결합한 개념의 모델일 수 있다.
레벨 3은 로지컬 노드 계층으로 선박 도메인의 기능 단위를 모델링한 객체들로 구성되며, VDM의 가장 중심이 되는 계층이다. 로지컬 노드는 다음과 같이 3가지 요소로 구성될 수 있다.
- Prefix: 로지컬 노드의 목적이나 용도에 따라 이를 한정하는 접두어 (optional)
- Class: 로지컬 노드의 유형이나 범주를 지칭
- Inst: 복수 개의 객체를 지칭할 때 필요한 숫자
로지컬 노드의 이름(LNName)은 <prefix>+<class>+<inst>로 정의되며, 이 조합은 해당 로지컬 노드가 소속된 로지컬 디바이스 내에서 유일해야 한다. 예를 들어, Central CFW 시스템에 사용되는 세 개의 펌프는 미리 정의된 펌프 클래스(Pump Class)를 활용하여 모델링을 할 수 있고, CentralCFW 접두어를 사용하여 다른 펌프들과 구분 가능한 형태로 각각 CentralCFWPump1, CentralCFWPump2, CentralCFWPump3로 명명할 수 있다. 중복이 없다면 CentralCFW를 생략하여 Pump1, Pump2, Pump3으로 정의할 수도 있다.
로지컬 노드의 클래스는 선박 도메인에 필수적인 기능 단위의 객체를 미리 정의하여 활용하도록 장려하는 표준화의 핵심 요소이다.
레벨 4는 데이터 오브젝트 계층으로 데이터 구성의 가장 기본적인 단위이며, 데이터 모델의 데이터 클래스를 객체화하여 정의한다.
한편, 데이터 모델은 기본적인 데이터 형태부터 이를 조합한 복합 데이터 형태까지 정의할 수 있는 방법을 제공하여 원하는 데이터 객체를 구성할 수 있는 수단을 제공한다.
시스템 모델이 선박을 구성하는 장비들에서 발생되는 데이터에 대한 구조화된 논리 모델이라면, 데이터 모델은 발생되는 데이터 자체를 표현하는 모델로, 데이터 타입은 재귀적으로 구조화하여 정의가 가능하다. 데이터 모델은 데이터 타입의 재사용성을 높이고 가변성을 관리하게 해준다.
이러한 데이터 모델은 다음의 구성 요소로 이루어질 수 있다.
- Data Class
- Data Attribute
- Recursion of Data Attribute (optional)
- Basic Data Type
시스템 모델의 데이터 오브젝트는 데이터 모델의 데이터 클래스(Data Class)를 객체화하여 명명할 수 있도록 ID를 부여한다.
데이터 클래스는 데이터 어트리뷰트(Data Attribute)를 의미가 있는 조합으로 묶어 놓은 데이터 타입이다.
데이터 어트리뷰트는 데이터 모델의 가장 기본적인 단위이고 재귀적으로 정의 가능하며, 최종적으로는 기본 데이터형(Float, Timestamp, String, …) 중 하나를 타입으로 갖는다.
이상에서 설명한 바와 같이 VDM은 선박 모델, 시스템 모델, 데이터 모델로 구성되며, 이 3가지 모델이 결합되어 VDM을 형성한다.
전술한 3가지 모델을 결합하는 결합 모델의 기본 원리를 살펴보면 다음과 같다.
- 선박 모델은 선박을 체계적으로 분류하여 계층적으로 구분한다.
- 시스템 모델은 특정 시스템 내에서 논리적 장비의 로지컬 노드를 정의한다.
- 데이터 모델은 시스템 모델의 데이터 오브젝트의 데이터 클래스를 정의한다.
- 선박 모델의 이큅먼트나 컴포넌트 계층의 인스턴스는 시스템 모델의 로지컬 노드와 연결될 수 있다.
- 선박 모델과 시스템 모델의 로지컬 노드가 연결되기 위한 연결 정보를 설정할 수 있다.
- 연결 정보는 시스템, 로지컬 디바이스를 지칭하여 유일한 로지컬 노드를 연결할 수 있도록 한다.
- 시스템 모델의 데이터 오브젝트는 데이터 모델의 데이터 클래스를 객체화한다.
이상에서 살펴본 바와 같은 VDM에 의해 정의된 각 인스턴스(객체)들은 각각을 유일하게 식별하기 위한 객체 식별자를 할당받고, 데이터의 속성이 정의된다.
VDM은 객체 식별자를 VDM 패스(VDM Path)로 부른다. 즉, VDM 패스는 선박 내에서 특정 데이터에 대한 유일한 식별자로 활용된다. 그리고 VDM 상에서 특정 선박 데이터를 가리키기 위한 경로 지정 규칙으로도 활용된다.
일 예로, VDM 패스의 규칙은 다음과 같다.
<VDM Path> = <Equipment Group Name> / <Equipment Name> / <Component Name> / <Logical Device Name> / <Logical Node Name>.<Data Object Name>.[<Data Attribute Name>]+
여기서, <Logical Node Name>은 <prefix>+<class>+<inst>로 이루어지고, [<Data Attribute Name>] 다음에 오는 +는 1번 이상 반복을 의미한다.
Figure PCTKR2016008238-appb-I000001
이와 같은 규칙의 VDM 패스는 선박 모델의 이큅먼트, 컴포넌트, 시스템 모델의 로지컬 디바이스, 로지컬 노드의 프리픽스를 필요에 따라 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다.
데이터 어트리뷰트는 해당 인스턴스의 데이터가 가져야 하는 속성들을 정의한다.
전술한 바와 같이, VDM에 의해 정리된 선박 데이터는 시스템과 이해 관계자 모두에게 이해 가능한 형태로 기술될 수 있어야 하고, 이를 위해 VCL를 정의한다.
VCL는 VDM을 기술하기 위한 선박 데이터 모델 구성 파일(Vessel data model configuration description file)을 작성하는 언어로, 본 발명에서는 VCL을 특정한 형태로 한정하지 않고, 다음 사양을 만족하는 모든 언어를 VCL로 활용할 수 있다.
- 선박 모델, 시스템 모델, 데이터 모델의 엘리먼트에 대한 기술이 모두 가능하다.
- 각 엘리먼트가 가지는 어트리뷰트의 값을 설정할 수 있고, 어트리뷰트 확장이 가능하다.
- 결합 모델에 대한 기술이 가능하다.
전술한 사양을 만족하는 VCL로 본 발명의 실시예에서는 XSD(XML(eXtensible Markup Language) Schema Definition)를 활용한다. VCL을 기반으로 선박 데이터 모델 구성 파일(예를 들어, VDM Configuration XML)을 작성할 수 있다.
선박 데이터 모델 구성 파일은 VCL에 맞게 VDM을 기술하는 구성 파일로, 선박(Vessel) 파트, 시스템(System) 파트, 데이터 타입(DataType) 파트에 대한 정의를 포함한다.
따라서, VCL로 VDM을 기술한 선박 데이터 모델 구성 파일로부터 VDM을 추출할 수 있게 되며, 추출된 VDM로부터 VDM 패스와 데이터 어트리뷰트를 추출할 수 있다.
이하에서는 각기 다른 규약으로 만들어지는 다양한 형식의 선박 데이터를 VDM을 기반으로 통합적으로 관리(수집, 저장, 제공)하는 선박 데이터 통합 플랫폼(VDIP)에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 플랫폼을 탑재한 스마트 쉽의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3에서 VDIP는 선내의 각종 데이터를 표준화된 하나의 체계로 수집, 처리 및 분석, 저장, 육상 전송, 선내 타 S/W 데이터 서비스를 수행한다.
육상 서비스 플랫폼은 선박에서 전송된 데이터를 육상에서 수신하여 저장하고 이를 기반으로 전반적인 서비스를 제공한다.
빅데이터 플랫폼은 육상에서 저장된 운항 정보를 필요에 따라 데이터를 분석하여 데이터 가치를 추출하고 분석한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 플랫폼의 주요 기능을 개략적으로 보인 도면이다.
VDIP는 IT 기자재 또는 장치로부터 수집된 알람 데이터, 센서 데이터, 구성 데이터와 같은 선박 데이터(원시 데이터)를 VDM에 기반하여 하나의 체계화된 형식으로 변환한다.
그리고 하나의 체계화된 형식으로 변환된 VDM 기반의 통합 선박 데이터를 육상 관리 시스템으로 전송하거나, 제3자 서비스로 제공한다.
여기서, 육상 관리 시스템은 도 3의 육상 서비스 플랫폼에 대응되는 개념일 수 있다.
전술한 바와 같이 IT 기자재 또는 장치로부터 수집된 선박 데이터 중에서 센서 데이터는 선박에 설치된 센서에서 발생하는 실제 값이고, 알람 데이터는 선박에서 발생하는 각종 경보 신호를 표현하는 값이며, 구성 데이터는 센서 데이터에서 사용되는 수치에 대한 단위(예를 들어, m, cm, ℃, ° 등), 수치에 대한 최소(Min)값/최대(Max)값 등 센서별 구성 정보이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 5에서 기자재(10)는 선박에 특수한 목적으로 탑재되는 장비로, 선박 내에서 서로 다른 형식으로 발생되는 각종 선박 데이터(원시 데이터), 즉 알람 데이터, 센서 데이터, 구성 데이터 등을 수집한다. 그리고 수집된 선박 데이터(원시 데이터)를 선박 데이터 통합 시스템(100)으로 전송한다.
즉, VDIP(100)는 적어도 하나 이상의 기자재(예를 들어, AMS, INS, 로딩 컴퓨터, VDR 등)(10)를 통해 선박 데이터를 수집한다. 이와 같이, VDIP(100)는 선박 데이터를 직접 수집할 수도 있지만, 기존의 선박 기자재(10)를 데이터 수집을 위한 게이트웨이로 사용할 수도 있다.
여기서, 선박 내에서 발생되는 선박 데이터는 텍스트, 오디오, 이미지, 동영상 등 다양한 종류를 포괄한다.
기자재(10)는 제1선박 데이터 변환 장치(110)를 탑재하는 제1기자재(11)와, 제1선박 데이터 변환 장치(110)를 탑재하지 않는 제2기자재(13)로 구분될 수 있다.
제1기자재(11)는 제1선박 데이터 변환 장치(110)가 직접 탑재되는 기자재로, 하나 이상의 센서 또는 디바이스로부터 다양한 형식의 선박 데이터를 수집하고, 수집한 다양한 형식의 선박 데이터를 분석(parsing)하여 선박 데이터를 식별할 수 있는 키(Key)와 선박 데이터의 내용인 값(Value)(Key:Value)을 추출한다.
또한, 제1기자재(11)는 비표준화된 형식의 제1선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 제1선박 데이터 변환 장치(110)를 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환하고, 변환된 통합 선박 데이터를 선박 데이터 통합 시스템(100)으로 전송한다.
즉, 제1선박 데이터 변환 장치(110)는 제1기자재(11)로부터 수신한 키(Key)를 VDM을 기초로 할당된 VDM 패스로 대체하여, 비표준화된 형식의 제1선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다. 여기서, 원시 데이터에서 추출된 키(Key)를 VDM을 기초로 할당된 VDM 패스로 대체하는 연결 작업을 "맵핑" 작업이라 하며, 맵핑 작업을 통해, 추출된 키(Key)를 VDM 패스에 연결하여, 유효성이 검증된 값(Value)을 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
키(Key)를 VDM 패스로 대체하여 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환할 때, 키(Key)의 값(Value)은 데이터 어트리뷰트의 속성에 따라 유효성이 검증되어야 한다.
데이터 어트리뷰트는 선박 데이터의 속성 정보로, 선박 데이터의 값(Value)이 가져야 하는 속성들을 정의한다. 따라서, 원시 데이터에서 추출된 키(Key)의 값(Value)은 해당 선박 기자재에 대응하는 데이터 어트리뷰트에서 정의된 속성에 따라 유효성이 검증된다.
제1기자재(11)에는 AMS(Alarm Monitoring System), INS(Integrated Navigation System), 로딩 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.
제2기자재(13)는 다양한 형식으로 수집된 선박 데이터를 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)의 제2선박 데이터로 변환한 후, 이를 UDP 또는 파일 형태로 선박 데이터 통합 시스템(100)으로 전송한다.
제2기자재(13)에는 VDR(Voyage Data Recorder) 등이 포함될 수 있다.
제1선박 데이터 변환 장치(110)는 제1기자재(11)에 탑재되며, 제1기자재(11)에서 출력되는 비표준화된 형식의 제1선박 데이터 즉, 키(Key):값(Value) 형식의 선박 데이터에서 키(Key)를 맵핑 작업을 통해 VDM 패스에 연결하여, 유효성이 검증된 값(Value)을 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
전술한, 제1선박 데이터 변환 장치(110)는 프로그램으로 구현되어 제1기자재(11)에 설치될 수도 있다.
전술한, 제1선박 데이터 변환 장치(110)는 에이전트(Agent)로 명명될 수 있다.
제2선박 데이터 변환 장치(120)는 제2기자재(13)로부터 UDP 또는 파일 형태로 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)의 제2선박 데이터를 수신한다.
또한, 제2선박 데이터 변환 장치(120)는 제2기자재(13)로부터 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 맵핑 작업을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
전술한, 제2선박 데이터 변환 장치(120)는 어댑터(Adapter)로 명명될 수 있다.
전술한, 제1선박 데이터 변환 장치(110)와 제2선박 데이터 변환 장치(120)에서 변환된 통합 선박 데이터는 JSON(JavaScript Object Notation) 형식으로 표현될 수 있다.
데이터 처리부(130)는 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)로부터 통합 선박 데이터를 수신하면, 수신한 통합 선박 데이터의 태그 정보에 의거하여 수신한 데이터가 알람 데이터와 같이 실시간 데이터 전송을 요하는 데이터인 경우에는 수신한 통합 선박 데이터를 CEP(150)로 전송한다. 그리고 실시간 데이터 전송을 요하지 않는 데이터(예를 들어, 센서 데이터, 구성 데이터)인 경우에는 수신한 통합 선박 데이터를 저장 DB(170)에 저장한다.
전술한 데이터 처리부(130)는 메시지 큐를 이용하여 제1선박 데이터 변환 장치(110)가 전송하는 통합 선박 데이터를 수신한다.
룰 엔진(140)은 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)로부터 수신한 통합 선박 데이터의 유효성 검증에 필요한 데이터 유효성 검증 룰을 관리한다. 예를 들어, 룰 엔진(140)은 센서 데이터의 유효성 검증을 위해 각 센서별 최소(Min) 값과 최대(Max) 값을 관리할 수 있다.
또한, 룰 엔진(140)은 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)로부터 수신한 통합 선박 데이터가 저장 DB(170)에 구비된 해당 DB에 저장되도록 한다. 즉, 센서 데이터는 센서 데이터 DB(171)에 저장되도록 하고, 알람 데이터는 알람 데이터 DB(173)에 저장되도록 하고, 구성 데이터는 구성 데이터 DB(175)에 저장되도록 한다.
CEP(Complex Event Processing)(150)는 데이터 처리부(130)로부터 전달받은 통합 선박 데이터 중에서 실시간으로 바로 전송 처리해야 하는 데이터(예를 들어, 알람 데이터)는 육상 통신부(160)를 통해 위성 통신으로 데이터를 실시간 전송한다.
여기서, 위성 통신을 이용한 데이터 전송에 사용되는 통신 프로토콜로는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport), CoAP(Constrained Application Protocol), Mail, FTP(File Transfer Protocol), SCP(Simple Control Protocol), HTTP(HyperText Transfer Protocol) 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 사물 인터넷 응용 프로토콜인 MQTT가 사용될 수 있다.데이터 전송에 사용될 수 있는 위성 통신 서비스는 용도별 서비스로 1) 정지 위성 서비스(FSS:Fixed Satellite Service), 2) 이동 위성 서비스(MSS:Mobile Satellite Service) 및 3) 방송 위성 서비스(BSS:Broadcast Satellite Service)가 있을 수 있으며, 영역별 서비스로는 4) 국제 위성 서비스(INTELSAT, INMARSAT), 5) 지역 위성 서비스(EUTELSAT, PANAMSAT) 및 6) 국내 위성 서비스(KORESAT, BS)가 있을 수 있다. 또한, 직경이 작은 소형 안테나와 낮은 송신 출력의 지상 장비를 이용하여 제공되는 위성 통신 서비스인 VSAT(Very Small Aperture Terminal)이 이용될 수 있다. 바람직하게는 Inmarsat FB(FleetBroadband), Inmarsat Global Express(Xpress) 또는 Fleet Xpress 등이 이용될 수 있다.
또한, 육상 통신부(160)에 의한 데이터 전송은 위성 통신이 아닌 다른 무선 통신 프로토콜을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access) 또는 일반적인 이동 통신 방식인 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 3G(3rd Generation), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 사용될 수 있다. 특히, 선박 데이터 통합 시스템(100)을 포함하는 선박이 연근해에 위치하거나 육상 관리 시스템(200)에 근접하는 경우 위성 통신이 아닌 무선 통신으로 전환되어 데이터 전송이 이루어질 수 있다.
육상 통신부(160)는 선박 데이터 통합 시스템(100)과 육상 관리 시스템(200) 간의 데이터 송수신을 담당한다.
육상 통신부(160)의 실시간 데이터 전송부(161)는 실시간 전송이 필요한 데이터(예를 들어, 알람 데이터)의 전송 처리를 담당한다.
배치 데이터 전송부(163)는 저장 DB(170)에 저장된 데이터를 주기적인 시간 단위로 전송 처리하는 기능을 담당한다.
원격 데이터 조회부(165)는 육상으로부터의 선박 데이터 조회 요청에 따라 저장 DB(170)에서 해당 선박 데이터를 조회하여 전송하는 기능을 담당한다.
저장 DB(170)는 통합 선박 데이터를 저장·관리하는 것으로, 센서 데이터를 저장하는 센서 데이터 DB(171), 알람 데이터를 저장하는 알람 데이터 DB(173), 구성 데이터를 저장하는 구성 데이터 DB(175), 메타데이터, 설계 제원 데이터 등을 저장하는 선박 데이터 DB(177) 등을 포함하여 이루어진다.
전술한 저장 DB(170)는 수집된 통합 선박 데이터를 일정 기간(예를 들어, 30일) 동안 저장하여 히스토리 추적 등을 육상에서 진행할 수 있도록 하고, 네트워크 단절로 인한 데이터 손실을 예방할 수 있도록 한다.
전술한 저장 DB(170)에 저장되는 선박 데이터는 VDM 체계에 따라 저장되는 것이 바람직하다.
또한, 저장 DB(170)는 데이터 관리의 유연성을 제공하고자 NoSQL(Not only SQL(Structured Query Language)) 중 MongoDB로 구현될 수 있다.
데이터 서비스 제공부(180)는 제3자 서비스가 필요로 하는 데이터를 저장 DB(170)에서 검색하여 제공한다. 여기서, 제3자 서비스는 VDM에 기반한 VDM 패스를 이용하여 원하는 데이터를 지정하여 조회할 수 있다.
이와 같이, 제3자 서비스가 VDM 패스를 이용하여 데이터를 요청하면, 데이터 서비스 제공부(180)는 제3자 서비스가 요청한 VDM 패스 기반의 데이터 범위에 대한 접근 권한이 제3자 서비스에게 있는지를 확인한다.
확인결과 접근 권한이 있는 경우에만 해당 데이터를 조회하여 그 조회 결과를 제3자 서비스에게 제공한다.
데이터 제공 방식으로는 크게 쿼리(Query) 방식과 푸쉬(Push) 방식이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 구성의 선박 데이터 통합 시스템은 각기 다른 규약으로 만들어지는 다양한 형식의 선박 데이터를 수집하여 VDM을 기반으로 하는 하나의 체계화된 통합 선박 데이터 형식으로 변환하고, 변환된 통합 선박 데이터를 육상 또는 제3자 서비스에 제공한다.
이하에서는 각기 다른 규약으로 만들어지는 다양한 형식의 선박 데이터를 수집하여 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식으로 변환하는 과정에 대해 좀 더 자세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템의 선박 데이터 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템(100)은 적어도 하나 이상의 기자재(예를 들어, AMS, INS, 로딩 컴퓨터, VDR 등)(10)를 통해 선박 데이터를 수집한다. 이와 같이, 선박 데이터 통합 시스템(100)은 선박 데이터를 직접 수집할 수도 있지만, 기존의 선박 기자재(10)를 데이터 수집을 위한 게이트웨이로 사용할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명에서 기자재(10)는 선박 내에서 발생되는 각종 선박 데이터(예를 들어, 알람 데이터, 센서 데이터, 구성 데이터 등)를 수집하여 선박 데이터 통합 시스템(100)에 전송한다.
본 발명에서 기자재(10)는 앞서 설명한 바와 같이 제1선박 데이터 변환 장치(110)가 직접 탑재되는 제1기자재(11)와 제1선박 데이터 변환 장치(110)가 탑재되지 않는 제2기자재(13)로 구분된다.
제1기자재(11)는 하나 이상의 센서 또는 디바이스로부터 수집한 다양한 형식의 선박 데이터로부터 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 제1선박 데이터 변환 장치(110)로 출력한다.
전술한, 제1기자재(11)는 알람 데이터, 센서 데이터, 구성 데이터 등과 같은 선박 데이터(원시 데이터)를 도 7에 도시하는 바와 같이 별도의 송수신 채널(예를 들어, ZeroMQ)을 생성하여 관리할 수 있다.
이와 같이, 제1기자재(11)에서 출력되는 키(Key):값(Value) 형식의 제1선박 데이터를 수신한 제1선박 데이터 변환 장치(110)는 맵핑 작업을 통해 키(Key)를 VDM 패스에 연결하여, VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
그리고 통합 선박 데이터 형식으로 변환된 통합 선박 데이터를 선박 데이터 통합 시스템(100)으로 전송한다. 여기서, 통합 선박 데이터는 JSON 형식으로 표현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1기자재(11)에서 키(Key)와 값(Value) 형식(Key:Value)으로 출력하는 제1선박 데이터를 수신한 제1선박 데이터 변환 장치(110)는 맵핑 작업을 통해 아래와 같이 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 제1선박 데이터를 변환한다. 여기서, 맵핑 작업은 제1선박 데이터 변환 장치(110) 내 맵퍼(mapper)에서 이루어지며, 키(Key)는 제1선박 데이터 변환 장치(110) 이후 사용되지 않을 수 있다.
Figure PCTKR2016008238-appb-I000002
제2기자재(13)는 다양한 형식으로 수집된 선박 데이터를 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)으로 변환한다.
그리고 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)으로 변환된 제2선박 데이터를 UDP 또는 파일 형태로 선박 데이터 통합 시스템(100)의 제2선박 데이터 변환 장치(120)로 전송한다.
제2선박 데이터 변환 장치(120)는 제2기자재(13)로부터 UDP 또는 파일 형태로 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 맵핑 작업을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
전술한, 제2기자재(13)는 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)으로 변환된 제2선박 데이터를 프록시 서버로 전송하고, 프록시 서버에 설치된 제1선박 데이터 변환 장치가 제2기자재(13)로부터 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 추출하고, 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 맵핑 작업을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한 후, 변환된 통합 선박 데이터를 선박 데이터 통합 시스템(100)으로 전송하도록 구현될 수도 있다.
여기서, 선박 데이터 통합 시스템(100)은 기자재(10:11, 13)에서 주기적으로 발생하는 대량의 선박 데이터를 효과적으로 처리하기 위해 내부적으로는 큐 기반 비동기 처리를 하고, 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)와 선박 데이터 통합 시스템(100) 간 통신은 기자재 종류에 따라 큐, UDP 또는 파일 등을 사용한다.
전술한 바와 같이, 선박 데이터 통합 시스템(100)은 적어도 하나 이상의 기자재(10:11, 13)를 통해 선박 데이터를 수집하는데, 선박 내 기자재(10:11, 13)는 다양한 형태의 언어로 개발되어 독자적인 형태의 데이터 제공 방식을 따르고 있다.
이에, 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)를 통해 선박 데이터 통합 시스템(100)과 각 기자재(10:11, 13) 사이의 데이터 연동 및 맵핑 설정 파일(Mapping Configuration Description File) 등을 상호 교환할 수 있도록 하여, 기자재-선박 데이터 통합 시스템 사이의 일관된 데이터 송수신이 가능하도록 한다.
선박 데이터 통합 시스템(100)과 기자재(10:11, 13) 사이의 데이터 연동 방법 유형은 앞서 설명한 바와 같이 데이터 수집 방식에 따라 크게 2가지 방식으로 분리된다. 즉, 제1선박 데이터 변환 장치(110)를 통한 연동 방법과, 제2선박 데이터 변환 장치(120)를 통한 연동 방법이다.
제1선박 데이터 변환 장치(110)는 도 8에 도시하는 바와 같이 제1기자재(11)에서 출력되는 키(Key):값(Value) 형식의 제1선박 데이터에서 키(Key)를 맵핑 작업을 통해 VDM 패스에 연결하여, 유효성이 검증된 값(Value)을 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
도 8에서 맵퍼(111)는 제1기자재(11)에서 출력되는 제1선박 데이터를 VDM 기반의 통합 선박 데이터로 변환하기 위한 데이터 변환 규칙 즉, 키(Key)와 VDM 패스 사이의 맵핑 규칙을 정의하는 맵핑 설정 파일을 포함하며, 맵핑 설정 파일에 정의된 맵핑 규칙을 통해, 메시지 큐를 통해 제1기자재(11)로부터 수신한 제1선박 데이터를 VDM 기반의 통합 선박 데이터로 변환한다. 즉, 제1기자재(11)로부터 수신되는 키(Key):값(Value) 형식의 제1선박 데이터에서 키(Key)를 맵핑 작업을 통해 VDM 패스에 연결하여, 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
전술한, 맵퍼(111)는 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환할 때, 데이터 어트리뷰트의 속성에 따라 값(Value)의 유효성을 검증하는 것이 바람직하다.
VDM(113)은 선박 내 객체들의 분류 체계와 객체의 데이터를 기술하기 위해 도출된 체계를 정의한다.
VDM 로더(115)는 VCL을 이용하여 VDM을 기술한 선박 데이터 모델 구성 파일을 로딩한다.
큐 클라이언트(117)는 맵퍼(111)에서 변환된 VDM 기반의 통합 선박 데이터를 큐 기반 전송 프로토콜을 이용해 선박 데이터 통합 시스템(100)의 데이터 처리부(130)로 전송한다.
제2선박 데이터 변환 장치(120)는 도 9에 도시하는 바와 같이 제2기자재(13)로부터 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)의 제2선박 데이터를 전달받고, 전달받은 제2선박 데이터에서 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 추출하여 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식으로 변환한다.
도 9에서 리스너(121)는 제2기자재(13)에서 UDP 또는 파일 형태로 출력하는 제2선박 데이터를 수신한다.
선박 데이터 분석부(122)는 리스너(121)를 통해 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 추출한다.
맵퍼(123)는 제2기자재(13)에서 출력되는 제2선박 데이터를 VDM 기반의 통합 선박 데이터로 변환하기 위한 데이터 변환 규칙 즉, 키(Key)와 VDM 패스 사이의 맵핑 규칙을 정의하는 맵핑 설정 파일을 포함하며, 맵핑 설정 파일에 정의된 맵핑 규칙을 통해, 제2기자재(13)에서 출력되는 제2선박 데이터를 VDM 기반의 통합 선박 데이터로 변환한다. 즉, 선박 데이터 분석부(122)에서 추출한 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 맵핑 작업을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다.
전술한, 맵퍼(123)는 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환할 때, 데이터 어트리뷰트의 속성에 따라 값(Value)의 유효성을 검증하는 것이 바람직하다.
VDM(124)은 선박 내 객체들의 분류 체계와 객체의 데이터를 기술하기 위해 도출된 체계를 정의한다.
VDM 로더(125)는 VCL을 이용하여 VDM을 기술한 선박 데이터 모델 구성 파일을 로딩한다.
큐 클라이언트(126)는 맵퍼(123)에서 변환된 VDM 기반의 통합 선박 데이터를 큐 기반 전송 프로토콜을 이용해 선박 데이터 통합 시스템(100)의 데이터 처리부(130)로 전송한다.
전술한 바와 같이, 제1선박 데이터 변환 장치(110)와 제2선박 데이터 변환 장치(120)는 제1기자재(11)와 제2기자재(13)에서 각각 수집된 각기 다른 규약으로 만들어지는 다양한 형식의 선박 데이터를 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식으로 변환한다.
선박 데이터를 체계화하여 효율적으로 관리하는 VDM은, 선박 내 객체들의 분류 체계와 객체의 데이터를 기술하기 위해 도출된 체계를 기반으로 정의된 것으로, 앞서 설명한 바와 같이 VDM은 VCL 기반의 선박 데이터 모델 구성 파일을 통해 기술된다. 즉, 선박의 모든 정보와 데이터는 VCL 기반의 선박 데이터 모델 구성 파일을 통해 정의된다.
그리고 제1기자재(11) 또는 제2기자재(13)에서 출력되는 선박 데이터는 도 10에 도시하는 바와 같이 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)에서 기자재 파싱 규칙에 따라 분석되고, 맵핑 설정 파일에 정의된 맵핑 규칙을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식으로 변환된다.
맵핑 규칙은 선박에 구비되는 기자재(10:11, 13)마다 개별적으로 설정될 수 있다.
전술한 바와 같이 선박의 각 센서 및 디바이스에서 발생하는 선박 데이터는 도 11에 도시하는 바와 같이 기자재(11)의 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)를 통해 수집되고, 선박 데이터 통합 시스템(100)에서는 제1선박 데이터 변환 장치(110) 및 제2선박 데이터 변환 장치(120)를 등록 및 관리하게 된다. 그리고 제1선박 데이터 변환 장치(110) 및 제2선박 데이터 변환 장치(120)와 선박 데이터 통합 시스템(100) 사이에서는 VDM을 통해 통합 선박 데이터를 주고받으며, 각 통합 선박 데이터는 VDM 패스에 의해 식별된다.
기자재(11)에 탑재되는 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 선박 데이터 통합 시스템(100)에 탑재되는 제2선박 데이터 변환 장치(120)는 VCL 기반의 VDM과 맵핑 규칙을 사용하기 때문에 신규 센서 또는 신규 기자재가 등록되는 경우에도 쉽게 확장 가능하다.
즉, 선박의 모든 정보와 데이터는 VCL 기반의 선박 데이터 모델 구성 파일을 통해 정의된다.
그리고 기자재 출력 데이터는 기자재 파싱 규칙에 따라 분석되고 맵핑 설정 파일에 정의된 맵핑 규칙을 통해 VDM 기반의 통합 선박 데이터로 변환된다.
따라서, 선박의 기자재(10:11, 13) 변경(또는 추가) 등으로 기자재(10:11, 13)에서 출력되는 선박 데이터가 변경되면, 해당 선박의 데이터 모델을 정의한 선박 데이터 모델 구성 파일과 기자재 데이터 간 맵핑 규칙을 관리하는 맵핑 설정 파일이 수정되어야 한다.
선박 데이터 모델 구성 파일 또는 맵핑 설정 파일 변경시 선박 데이터 통합 시스템(100)은 도 12에 도시하는 바와 같이 육상 관리 시스템에서 해당 내용을 인공위성을 통해 전송받아 피콕 엣지 서버(Peacock Edge Server)(190)를 통해 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)로 전달한다.
이와 같이, 인공위성을 통해 육상 관리 시스템으로부터 변경 내용을 전달받은 제1선박 데이터 변환 장치(110) 또는 제2선박 데이터 변환 장치(120)는 전달받은 변경 내용에 따라 선박 데이터 모델 구성 파일 또는 맵핑 설정 파일을 변경한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서의 선박 데이터 변환 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 데이터 통합 시스템에서의 선박 데이터 변환 방법은, 제1선박 데이터 변환 장치(110)가 제1기자재(11)로부터 비표준화된 형식(Key:Value)의 제1선박 데이터를 수신하여, 이를 VDM 기반의 VDM 패스를 이용한 하나의 체계화된 데이터 형식인 통합 선박 데이터로 변환하는 제1선박 데이터 변환 단계(S100) 및 제2선박 데이터 변환 장치(120)가 제2기자재(13)로부터 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)의 제2선박 데이터를 수신하여, 이를 VDM 기반의 VDM 패스를 이용한 하나의 체계화된 데이터 형식인 통합 선박 데이터로 변환하는 제2선박 데이터 변환 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.
도 14는 도 13에서 제1선박 데이터 변환 단계(S100)를 설명하기 위한 처리도이다.
우선, 제1선박 데이터 변환 장치(110)는 제1기자재(11)로부터 비표준화된 형식의 제1선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)을 수신한다(S110).
이후에는, 상기한 단계 S110에서 수신한 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 하나의 체계화된 데이터 형식인 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다(S120).
도 15는 도 13에서 제2선박 데이터 변환 단계(S200)를 설명하기 위한 처리도이다.
우선, 제2선박 데이터 변환 장치(120)는 제2기자재(13)로부터 표준화된 형식(예를 들어, NMEA 형식)으로 변환된 제2선박 데이터를 수신한다(S210).
이후에는, 상기한 단계 S210을 통해 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출한다(S220).
그리고 상기한 단계 S220에서 추출한 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 키(Key)와 값(Value)(Key:Value)을 VDM 기반의 통합 선박 데이터 형식(VDM Path:Value)으로 변환한다(S230).
이상에서 살펴본 바와 같은 선박 데이터 통합 시스템은 선박 데이터를 통합 관리하는 소프트웨어, 펌웨어 형태로 구현되어 선박에 구비될 수 있으며, 선박 데이터를 통합 관리하는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 장치들 또는 이들 간 선택적인 조합으로 구성된 임의의 시스템으로 구현되어 선박에 구비될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 선박 데이터 통합 시스템 및 이를 포함하는 선박에 따르면, 서로 다른 규약으로 만들어지는 모든 형식의 선박 데이터를 하나의 통합된 데이터 형식으로 관리(수집, 저장, 제공)할 수 있게 된다.

Claims (17)

  1. 제1기자재로부터 수신한 비표준화된 형식의 제1선박 데이터를 VDM(Vessel Data Model) 기반의 VDM 패스(VDM Path)를 이용한 통합 선박 데이터로 변환하는 제1선박 데이터 변환 장치; 및
    제2기자재로부터 수신한 표준화된 형식의 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 제2선박 데이터 변환 장치;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 통합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기자재는,
    서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하고,
    수집한 서로 다른 형식의 선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하고,
    추출한 키(Key)와 값(Value)을 상기 제1선박 데이터 변환 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2기자재는,
    서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하고,
    수집한 서로 다른 형식의 선박 데이터를 표준화된 형식으로 변환하여 상기 제2선박 데이터 변환 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 표준화된 형식은,
    NMEA(National Marine Electronics Association) 형식인 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1선박 데이터 변환 장치는,
    상기 제1기자재로부터 수신한 키(Key)를 VDM 패스로 대체하여 상기 제1선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1선박 데이터 변환 장치는,
    상기 제1기자재에 포함되는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1선박 데이터 변환 장치는,
    키(Key)와 VDM 패스 사이의 맵핑 규칙을 정의하는 맵핑 설정 파일을 포함하며, 상기 제1기자재로부터 수신한 키(Key)를 상기 맵핑 규칙에 따라 VDM 패스로 대체하여, 상기 제1선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 맵퍼; 및
    상기 맵퍼에 의해 변환된 상기 통합 선박 데이터를 큐 기반 전송 프로토콜을 이용하여 데이터 처리부로 전송하는 큐 클라이언트;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 통합 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2선박 데이터 변환 장치는,
    상기 제2기자재로부터 수신한 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출한 후, 상기 키(Key)를 VDM 패스로 대체하여 상기 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2선박 데이터 변환 장치는,
    상기 제2기자재로부터 상기 제2선박 데이터를 수신하는 리스너;
    상기 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하는 선박 데이터 분석부;
    키(Key)와 VDM 패스 사이의 맵핑 규칙을 정의하는 맵핑 설정 파일을 포함하며, 상기 키(Key)를 상기 맵핑 규칙에 따라 VDM 패스로 대체하여, 상기 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 맵퍼; 및
    상기 맵퍼에 의해 변환된 상기 통합 선박 데이터를 큐 기반 전송 프로토콜을 이용하여 데이터 처리부로 전송하는 큐 클라이언트;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 통합 시스템.
  10. 제1항, 제5항, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 선박 데이터는,
    상기 VDM 패스와 값(Value)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  11. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 맵퍼는,
    제1선박 데이터 또는 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환할 때,
    데이터 어트리뷰트의 속성에 따라 값(Value)의 유효성을 검증하는 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  12. 제1항, 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 VDM 패스는,
    VDM에 의해 정의된 각각의 인스턴스를 식별하기 위한 객체 식별자인 것을 특징으로 하는 선박 데이터 통합 시스템.
  13. 서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하는 기자재로부터 비표준화된 형식의 선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)을 수신하는 수신부; 및
    상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 키(Key)와 값(Value)을 통합 선박 데이터로 변환하는 선박 데이터 변환부;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 변환 장치.
  14. 서로 다른 형식의 선박 데이터를 수집하는 기자재로부터 표준화된 형식의 선박 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 표준화된 형식의 선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하는 분석부; 및
    상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 키(Key)와 값(Value)을 통합 선박 데이터로 변환하는 선박 데이터 변환부;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 변환 장치.
  15. 제1선박 데이터 변환 장치가 제1기자재로부터 수신한 비표준화된 형식의 제1선박 데이터를 VDM 기반의 VDM 패스를 이용한 통합 선박 데이터로 변환하는 제1선박 데이터 변환 단계; 및
    제2선박 데이터 변환 장치가 제2기자재로부터 수신한 표준화된 형식의 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 제2선박 데이터 변환 단계;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 통합 시스템에서의 선박 데이터 변환 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1선박 데이터 변환 단계는,
    상기 제1선박 데이터 변환 장치가 상기 제1기자재로부터 상기 제1선박 데이터인 키(Key)와 값(Value)을 수신하는 단계; 및
    상기 제1선박 데이터 변환 장치가 상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 제1선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 단계;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 통합 시스템에서의 선박 데이터 변환 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2선박 데이터 변환 단계는,
    상기 제2선박 데이터 변환 장치가 상기 제2기자재로부터 상기 제2선박 데이터를 수신하는 단계;
    상기 제2선박 데이터 변환 장치가 상기 제2선박 데이터를 분석하여 키(Key)와 값(Value)을 추출하는 단계; 및
    상기 제2선박 데이터 변환 장치가 상기 키(Key)를 VDM 기반의 VDM 패스로 대체하여, 상기 제2선박 데이터를 상기 통합 선박 데이터로 변환하는 단계;를 포함하여 이루어지는 선박 데이터 통합 시스템에서의 선박 데이터 변환 방법.
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