해상교통관제센터에는 RADAR, AIS(Automatic Identification System), 기상센서, VHF(Very High Frequency) 등이 설치되어 운영되고 있으며, 해상교통관제사는 이를 활용하여 관제구역을 통항하는 선박의 동정을 관찰하고 정보를 제공하는 관제 업무를 수행한다. 이들 장 비에서 생성되는 각종 관제 데이터는 해상교통 상황을 분석하기 위한 자료로 그 활용 가치가 매우 높지만, 시스템 제조사간 호환성 부족 또는 정책상의 문제로 인해 체계적으로 관리되지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 해상교통관제센터에서 수집되는 관제 데이터 를 효율적으로 수집, 저장, 관리할 수 있는 관제 빅데이터 체계를 개발하였다. 개발된 관제 빅데이터 체계는 체계 개발의 중요한 이슈 중 하나였던 운영 안정성을 확보하기 위해 마이크로서비스 아키텍처를 적용하였으며, 효율적인 실시간 운항 정보의 탐색을 위해 저장소를 이원화하여 체계 성능을 향상시킬 수 있었다. 구현된 체계는 실해역 데이터를 적용한 시범 운영을 통해 성능을 확인하고 추가적인 개선 사항을 파악하였으며, 실제 관제 환경에서의 활용 가능성을 검토하였다.

해상교통관제센터(VTS)의 관제사는 구역 내 교통 상황을 빠르고 정확하게 파악하여 관제가 필요한 선박에게 정보를 제공하는 역할을 수행한다. 그러나 교통량이 급격히 증가하는 경우 관제사의 업무 부하로 인해 관제 공백이 발생하기도 한다. 이러한 이유에서 관 제사의 업무 부하를 줄이고, 일관성 있는 관제 정보를 제공할 수 있는 관제 지원 기술의 개발이 필요한 실정이며, 본 논문에서는 구역 내 이상 운항 선박을 자동으로 식별하는 모델을 제안하였다. 제안하는 이상 운항 식별 모델은 규칙 기반 모델, 위치 기반 모델, 맥락 기반 모 델로 구성되며, 대상 해역의 교통 특성에 최적화된 교통 네트워크 모델을 사용하는 특징이 있다. 구현된 모델은 시범센터(대산항 VTS)에 서 수집되는 실해역 데이터를 적용하여 실험을 수행하였다. 실험을 통해 실해역의 다양한 이상 운항 상황이 자동으로 식별됨을 확인하였 고, 전문가 평가를 통해 식별 결과를 검증하였다.

최근 해상교통 환경의 변화가 다양해지고, 해상 교통량이 지속적으로 증가함에 따라 해상교통 분석에 대한 요구가 다양해지고 있다. 이러한 해상교통 분석 작업은 교통 특성에 대한 모델링이 선행되어야 하지만, 기존의 방법은 자동화되어 있지 않아 전처리 작업에 시간이 많이 소요되고, 분석 결과에 작업자의 주관적인 견해가 포함될 수 있는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 해상교통 분석을 위한 자동화된 교통 네트워크 생성 방법을 제안하였으며, 활용 가능성을 검토하기 위해 실제 목포항에서 수집된 6개월간의 항적 데이터를 이용한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 대상 해역의 교통 특성을 반영한 교통 네트워크를 자동으로 생성할 수 있었으며, 대용량의 항적 데이터에도 적용할 수 있음을 확인하였다. 또한, 생성된 교통 네트워크는 시공간적 특징 분석이 가능하여 다양한 해상교통 분석에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

본 논문은 시뮬레이터 시스템이 가지는 복잡성과 확장성 문제를 해결하기 위한 방법으로 웹 기술을 이용한 선박운항 시뮬레이터 프레임워크를 제안한다. 기존 시뮬레이터 시스템의 필수 기능을 분석하고, 이를 대체할 수 있는 웹 기반 기술을 선별하여 프레임워크를 구성하였다. 또한, 이를 바탕으로 서버와 클라이언트 핵심 기술을 구현하였으며, 이를 통합하여 웹 브라우저를 통해 사용이 가능한 선박운항 시뮬레이터 시스템의 시작품을 제작하였다. 제작된 시작품은 시험평가를 통해 시간과 장소의 제약을 받지 않고 다수의 사용자가 동시에 시뮬레이션 서비스를 이용할 수 있음을 확인하였으며, 향후 다양한 시뮬레이션 분야에 적용될 수 있기를 기대한다.

본 기술보고에서는 선박운항 시뮬레이터를 위한 해양파 가시화의 개선을 목적으로 여러 해양파 가시화 요소 및 그에 대한 전체적인 재현 방안에 대해 고찰하였다. 이를 위해 우선 해양파 가시화 요소를 해양파 표면, 해양파 부서짐, 상호작용, 광원, 수중 등으로 구분하고, 각 구성 요소별 가시화가 필요한 세부 가시화 요소들을 정리 하였다. 또한 이를 재현하는 과정에서 설계에 반영해야 할 내용들을 사실적 해양파 가시화 및 실시간 해양파 가시화, 선박 운동특성 재현, 시뮬레이터의 활용 관점에서 분석하였다. 분석을 통해, 사실적 해양파 가시화가 몰입감 형성 및 보다 정확한 선박 운동특성 재현, 다양하고 제어 가능한 시뮬레이션 시나리오 생성 등에 중요한 역할을 수행함을 확인하였다. 또한 선박운항 시뮬레이터를 위한 해양파 가시화는 고려해야 할 요소 및 그에 대한 구현 방안, 관련 제약 사항이 많은 만큼 구현 전 종합적이고 체계적인 접근이 필요함을 확인하였다.