최근 4년 간 발생한 해양사고 통계자료(중앙해양안전심판원, 2018)에 의하면 충돌사고의 대부분이 어선을 포함한 소형선에서 발생하고 있으며 경계소홀, 항행법규 미준수 등의 인적 요인이 충돌사고의 주요 원인이 되고 있다. 이에 따라 사고 예방을 위해 교육, 훈련을 확대 강화하고 있지만 소형선에 대한 사고는 여전히 일어나고 있는 실정이며 인적 요인으로 유발되는 사고를 줄이고자 기술적 방안 이 지속적으로 개발되고 있다. 본 연구에서도 상대적으로 고속인 소형선에 송·수신 주기가 빠른 WAVE 통신기술을 적용하여 충돌 회피시스템 구성하므로 인적 요인으로 인해 발생하는 사고를 감소시키고자 하였다. 그에 따라 통신 범위의 적정성 판단하고 회피동작 시간과 범위를 설정하였으며 그 것을 토대로 제어 알고리즘 고안 하였다. 그리고 통신단말기-제어기-조타장치를 구성하고 충돌회피 모의 시뮬레이션을 수행하므로 경보신호 발생 시 회피동작의 정상 구현을 확인하였다.

도로 교통에서는 차세대 지능형 교통시스템(C-ITS)의 핵심 기술인 차량용 무선통신기술(WAVE)을 활용하여 교통사고 예방을 위한 차량과 차량, 차량과 인프라간 교통상황 등 정보를 전달하고 있다. 현재 해상에서는 상대선박의 상태 등의 정보를 전달하는 수단으로 AIS를 많이 활용하고 있으나 AIS 과부하 등 문제점이 대두되고 있어 차량용 무선통신기술을 해상에 적용하는 등 이를 해결하기 위한 다양한 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통해 검증된 차량용 무선통신기술(WAVE)의 해상적용을 바탕으로 소형 선박에 적합한 선박 충돌경보시스템을 개발하였고 실선 TEST를 통해 충돌경보시스템의 적정성을 검토하였다. 차량용 무선통신기술을 활용한 시스템의 적용을 통해 해양사고 예방뿐만 아니라 e-Navigation이나 자율운항 선박 등 차세대 해양안전기술의 발전에 많은 기여를 할 것으로 예상이 된다.

2017년 12월 인천의 영흥도에서 발생한 급유선과 낚시어선의 충돌사고를 비롯하여 소형 어선의 충돌 사고가 잇따라 발생하고 있다. 해양수산부에서 이러한 소형 어선의 해양사고를 예방하기 위하여 5톤 미만의 어선원에 대한 교육·훈련 규정 마련 등 교육 강화 및 근로환경 개선 등 선박종사자의 안전역량 제고를 위해 노력하고 있으나, 여전히 소형 선박은 해양사고에 매우 취약한 실정이다. 본 연구에서는 소형선박의 충돌 사고를 예방하기 위하여 새로운 통신 기법인 차량용 무선통신(WAVE 통신)을 활용한 소형 선박을 위한 충돌 예방 알고리즘을 구축하고자 하였다. 충돌 예방 알고리즘은 DCPA/TCPA를 기반으로 구성되었으며, DCPA/TCPA의 기준 설정을 위하여 선행 연구 분석, 시뮬레이션 실험 및 설문조사를 실시하였다. 그 결과 DCPA ８(La + Lb), TCPA 2.5min의 기준을 적용하였다. 각각 다른 조우 상황의 3가지 사고 사례를 선별한 후 구성된 알고리즘을 적용하여 어느 시기에 경보가 발생하는지 확인하였다. 추후에 실선 적용을 통하여 문제점을 식별하고 알고리즘을 고도화한다면 소형 선박의 운항자가 충돌 상황을 사전에 인지하는데 정보를 제공할 수 있다.

AIS는 상대선박의 식별 및 정보 등의 전송을 담당하는 주요 항해통신설비이지만, 최근 AIS 활용도의 증가로 과부하 문제 등 문제점이 대두되고 있다. 정부는 SMART-Navigation 사업 추진의 일환으로 연안 100 km에 무선 LTE망을 도입하는 계획을 수립 중에 있고 해양사고예방 및 환경보호 등 주요 목표를 달성하기 위해서는 이러한 Platform 위에 이용 가능한 서비스의 지속적인 개발·보급이 필요할 것이다. 본 연구에서는 이러한 서비스 개발의 기반이 될 수 있는 차량용 무선통신기술(WAVE)을 해상에 적용하고자 실선 해상실험을 통 해 WAVE 환경성능 평가를 실시하였다. 연구 수행 결과, 도로교통에서는 최대 1 km 내로 서비스가 제한되었지만 해상에서는 약 5마일 정 도의 통신범위에서 신뢰성 높은 Data 전송이 가능한 것으로 도출되었다. 이러한 실험 결과에 따라 추가적인 연구를 통해 충돌 회피 및 선박간 해양안전정보 전송 등 해양사고 예방에 WAVE 통신기술이 다양하게 활용 될 것으로 기대된다.

최근 Google-X프로젝트, 유럽의 프로메테우스 프로젝트, 일본의 eITS프로젝트, 국내 자율주행 프로젝 트 등 무인자동차 개발이 진행되고 있다. 본 논문은 통신체계(V2X) 및 무인자동차 기술 고도화 변화에 맞 추어 기반기술로서 갖추어진 WAVE(Wireless Accessible in Vehicular Environment)통신을 활용한 기 술의 고정식 검지장치의 대체 가능성에 관한 연구를 진행하였다. 고정식 검지장치는 교통정보를 통합운영센터 및 본선교통관리운영시설로 제공하는 차량 감지시스템으 로 각 차로에 대한 교통량, 속도, 점유율 및 차량길이 등을 전송하는 기능을 수행한다. 고정식 검지장치 특성상 실시간으로 개별차량의 속도정보 송수신이 불가하며, 경제성에서 비효율적이다. 즉, 기존의 시스 템 체계에서는 정보정확성을 높이고 운전자들의 요구를 충족시키기 위해서는 검지기 및 시설의 추가설치 가 필수불가결한 요소이며, 그로 인해 km당 설치대수 및 비용이 증가하고 있는 추세이다. 본 논문에서 제안하는 차량과 인프라간 WAVE통신을 활용한 기술은 차량에서 0.01초 단위로 업데이트 되는 차량 운행정보를 WAVE통신을 이용하여 인프라 장비로 전송하고, 이 데이터를 기존의 센터에서 전송 받아 정보를 처리하는 기술이다. 실험은 2차 실험으로 진행되며, 1차 실험에서는 속도별(80kph, 100kph, 110kph) 수신거리, 수신 패킷수를 측정하였으며, 실험결과 80kph에서 RSU기준 3.4km, 100kph에 RSU 기준 3.3km, 110kph에 RSU기준 3.4km까지 송수신율 97%이상인 것으로 분석되었다. 2차 실험에서는 연 속류 개활지, 터널 내부, 단속류 세 구간에서 실험을 진행하였으며, 실제 도로를 운행하며 속도 데이터를 검지하였다. 실험결과 연속류 개활지, 연속류 터널내부, 단속류에서 속도 데이터는 0.01초 단위로 송수신 이 성공적으로 이루어졌으며, 기존 고정식 검지장치 대비하여 검지 구간 사이의 차량 속도 데이터를 실시 간으로 취득할 수 있었다. 실험결과 개활지에서 구간 평균속도로 고정식 검지장치의 속도와 WAVE통신 이 용 검지속도는 10~20kph로 차이가 났으며, 터널 내에서는 30~40kph까지 차이가 발생하였다. 본 실험은 고정식 검지장치의 주요 기능 중 속도 데이터 검지 기능을 WAVE통신 기술을 활용하여 대체 가능성을 진단해보았다. WAVE통신을 이용한 속도데이터 검지는 RSU 기준 3km 이내 구간 데이터를 97%이상 수신율로 수집 가능하고, 0.01초 단위의 모든 개별차량의 속도데이터 수신이 가능한 것으로 실 험을 완료하였다.(단, RSU 송수신가능 구간(3km)내 차량이 차량단말기를 장착한 경우) 1차 2차 실험을 통하여 고정식 검지장치의 속도 검지기능은 WAVE통신 기술을 활용하여 대체 가능한 것으로 판단되었으 며, 실시간으로 데이터를 송수신할 수 있다는 점과 개별 차량의 속도를 검지하는 점에서 기존 고정식 검 지장치보다 장점을 지닌 것으로 판단된다. 또한, 경제성 측면에서 기존 고정식 검지장치는 고기능 정보제 공을 위하여 설치 대수를 비례적으로 증가해야 하는 반면, WAVE 통신기술을 활용한다면 추가 비용이 소 요되지 않아 보다 경제성 측면에서 효율화를 이룰 수 있다고 판단하였다. 고정식 검지장치에서 수집되는 자료는 속도 데이터 외에 교통량 정보, 점유율, 점유시간, 대기행렬길이 데이터가 있다. 1차, 2차 실험을 통해 속도 정보에 대한 대체 가능성을 판단하였으며 향후 그 외의 정보에 대한 가능성 판단이 필요할 것으로 생각된다.