The paper describes creation methods of background scenes to implement realistic virtual environments in the VRSS (Virtual Reality Ship Simulator). VRSS is next-generation system constructed with virtual tools in a virtual space. Thus, it could have many benefits compared to conventional ship simulators composed with heavy bridge mock-up system and wide visual presentations. In this work, we developed effective 3D object modeling techniques, and constructed virtual harbor scene by using 3D-Webmaster authoring tool. The virtual harbor was built with object-oriented 3D objects modeled to interact with user's action. With the immersion-type VR system, we created virtual harbor environments in a virtual space, and discussed on the naturalness of the scene with test results of SDMPA (Semantic Differential Method for Psychophysical Assessment) by 10 subjects. As the results of subject assessment, all of the participants could felt natural-like harbor. Therefore, we found that the proposed creation methods and procedures of background scene are enabling to fit to the full mission VRSS construction.

The paper describes system design of next-generation Ship Simulator using Virtual Reality (VRSS), well known as human-computer interaction. VRSS system is required to have special condition that comprises multiple user participants such as captain, officer, pilot, and quartermaster. To cope with that condition, core technologies were explored and proposed multi-networking system with broker server. The evaluation of the proposed system was done with PC-based immersion-type VR device, constituted with HMD (Head Mounted Display), Head Tracking Sensor, Puck, Headphone, and Microphone. Using the VR device, assessment test was carried out in a virtual bridge with 3D objects, which are created by VRML (Virtual Reality Model Language) program. As results of tests, it is shown that the cybernetic 3D objects were act as if real things in a real ship's bridge. Therefore, interesting interaction with participants can be obtained in the system, Thus, we found that the proposed system architecture can be applicable to VRSS system construction.

Since the digital chart consists of a large number of points, the effective method for the coastline data compression(CDC), storing the data compactly and reproducting the coastline feature accurately, is important. In the CDC, the key technique is to determine the optimal positions as node points in given coastlines. In this paper, a new CDC method, selecting node points with conspicuous coast positions in the view point on navigation and adopting spline interpolation to the nodes partly, is proposed. Using the northern part of KEOJE-DO coastline in Korean chart No.204, CDC experiments are carrie out with various compression ratio. The results fro the influence of coastline shape according to various CDC methods are discussed and presented.

이 논문에서는 가상현실로 잘 알려진 인간과 컴퓨터 상호 작용에서의 3차원 음장 재생을 위한 요소 기술을 논하였다. 이 연구의 목적은 가상 공간과 같은 가상 환경을 갖는 선박 조종 시뮬레이터의 구현 가능성을 검토하는데 있다. 이 연구에서는 머리 전달 함수(HRTF)를 이용한 3차원 음장 재생에서의 몇가지 핵심 기술을 고찰하고, 필터 탭수를 줄이기 위한 방법과 3차원 음장에서의 불연속 영역을 보간하기 위한 방법을 기술하였다.

본 연구는 Bessel 측지계에서 WGS-84 측지계로 좌표변환할 경우 발생할 수 있는 우리나라 지형정보의 변동을 고찰한 것이다. 고찰 대상은 우리나라 지형형태와 독도와 일본의 오끼제도 사이의 거리로 하였다. Bessel 측지계에서 WGS-84 측지계로 좌표변환한 결과는 다음과 같다. 1). Mercator 도법에서, 임의로 선정한 정사각형의 우리나라 주변 지형은 고위도에서 축소되면서 부채꼴 모양으로 변형되는 결과를 나타내었다. 2). UTM 도법에서, 우리나라 남동부근 연안의 52S 지역중에서 임의로 선정한 정사각형 지형은 가로가 2m 축소되고, 세로는 1m 축소되었다. 3). Mercator 도법을 이용한 한국의 독도와 일본의 오끼제도 사이의 거리를 비교한 결과 오끼제도가 독도쪽으로 약 25.3m 근접하게 되는 결과를 나타내었다.

There are numerous mapping, charting, geodetic systems and electronic digital products defined in various local geodetic datum. It becomes a straight forward requirement to simplify the complexity by referencing all the products to a common reference globally. WGS-84 is well known as a state-of-the-art global reference system based on the use of data, techniques and technology available within American Defence Mapping Agency(DMA). Its parameters can be translated into more accurate maps, charts and geodetic positioning compared to others previously. Since Global Positioning System(GPS/NAVSTAR), which is asssociated with World Geodetic System(WGS-84)in reference frame, has been widely used, the unified geodetic system has been required for GPS users in many fields.

대형 LNG 선박의 선체 운동은 선박의 안전에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 153,000 m3 급 대형 LNG 선박의 선체 운동 중에서 롤 운동에 대한 전달함수를 추정하기 위한 것이다. 단일-입력과 단일-출력 그리고 시스템 전달함수를 갖는 선형 시 불변(Linear Time-Invarient) 시스템을 이용하여 선체 운동 전달함수를 모델링 하였다. 모델의 입력으로 단일 해양파를 이용하고, 모델의 출력으로는 ANSYS를 통해서 획득한 LNG 선박의 롤 운동을 이용하여 시스템 식별법을 기반으로 선체 운동의 전달함수를 추정하였다. 실험 결과의 유용성은 전달함수 차원이 서로 다른 경우에 대한 모델의 안정도와 추정률을 이용하여 평가하였다. 실험 결과 안정도는 99%와 98%로 나타나고, 추정률은 78%와 50%로 나타났다. 이러한 결과로부터, 본 연구에서 제안한 선체 운동 전달함수 추정 방법이 타당함을 알았다. 향후, 실제 해상에서 운항 중인 선박의 선체 운동 데이터를 획득하여 다중-입력 그리고 다중-출력을 갖는 모델 구축에 적용하여 실용화를 추진할 예정이다.

해기사의 행동오류는 충돌사고의 주요한 원인 중 하나이고, 교육과 훈련을 통하여 보정이 가능한 것으로 알려져 있다. 이러한 행동 오류의 보정을 위해서는 행동오류가 발생되는 구조의 식별이 필요하다. 이를 위하여, 충돌조우상황에 대한 선박조종 시뮬레이션을 통해서 행동관측 데이터를 획득하고, 행동관측에는 Reason이 제안한 9-상태 행동오류 분류 프레임을 이용하였으며, 실험에는 50명의 대학생들이 참가 하였다. 행동분석에는 충돌회피의 성공과 실패로 구분한 행동 모델을 이용하였는데, 이 모델은 9-상태의 Left-to-Right 구조를 갖는 은닉 마르코프 모델링 기법을 이용하여 개발하였다. 실험결과, 충돌회피의 성공과 실패에 대한 행동들 사이의 차이가 명확하게 식별되었고, 충돌예방에 필요한 9-상태 행동들 사이의 연계관계가 도출되었다.

선원의 행동은 해양사고에 있어서 주요한 원인이다. 본 연구에서는 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model)에 기반하여 선원의 행동을 모델링하였다. 그런 후, 모델에서 추정한 행동의 경로분석을 통하여 어떠한 상황과 절차 그리고 오류에 의해서 해양사고가 발생되는지를 해석하였다. 모델 구현을 위하여, 선원의 행동을 해양안전심판원에서 간행된 재결 요약서에서 관측하였고, 관측한 결과는 SRKBB(Skill-, Rule-, and Knowledge-Based Behavior)를 기반으로 한 행동분류 프레임워크를 이용하여 HMM 학습에 적합한 행동 데이터 로 변환하였다. 선박유형별 선원의 행동을 모델링한 결과, 선박 유형별로 차별성이 있음을 확인하였고, 선원이 우선적으로 행한 행동경로의 식별이 가능하였다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 모델링 기법은 선원의 행동경로 예측에 적용 가능할 뿐만 아니라 해양사고 예방에 필요한 선원 행동 보정을 위한 우선순위 결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

해양사고를 야기한 선원의 행동오류를 식별하는 것은 해양사고의 예방 또는 저감에 관한 연구의 기초가 된다. 본 연구의 목적은 선원들의 행동오류를 세 가지 행동(즉, Skill, Rule, Knowledge)으로 모델링하는데 필요한 최적의 확률분포함수를 추정하는데 있다. 본 저자들 의 사전 연구에서 획득한 해양사고 종류별 행동오류 데이터를 이용하여 세 가지 행동오류에 최적인 확률분포함수를 추정하고, 확률분포함수에서 도출한 확률 값들 사이의 유의성을 검증하였다. 확률분포함수 추정에는 최우추정법(Maximum Likelihood Estimation, MLE)을 적용하고, 유의성 검증에는 분산분석(ANOVA)를 이용하였다. 실험결과 여덟 가지 해양사고 종류별 세 가지 행동으로 각각에 대해서 최소의 오차를 갖는 확률분포함수를 추정할 수 있었다. 이를 이용하여 계산한 여덟 가지의 해양사고 종류에 대한 세 가지 행동오류들의 확률 값들은 통계적인 유의성이 관측 되었다. 또한, 행동오류가 해양사고에 영향을 미치는 것으로 관측되었다.

선박이 계류삭을 이용하여 부두에 접안하는 경우, 과도한 선박 속력은 계류삭이 절단되는 사고를 야기할 수 있다. 이러한 계류삭의 파단 사고를 방지하기 위해서는 계류삭 파단 방지에 선박의 한계치 접안 속력을 알아야 한다. 본 연구의 목적은 계류삭 파단을 방지하기 위한 선박의 한계치 접안 속력 추정에 있다. 본 연구의 핵심은 선박의 속력을 모르는 경우 선박제원과 계류삭 제원을 이용하여 접안 시 한계치 접근 속력을 추정하는 방법이다. 본 연구에서는 선체저항과 계류삭의 탄성력 등에 관한 이론을 바탕으로 한계치 접안 속력의 추정 방법과 절차를 제안하였다. 135K LNG 선박과 IWRC, 6×36의 강선 계류삭을 대상으로 한계치 접안 속력을 추정한 결과, 추정한 접안 속력으로 접안하는 경우 계류삭이 파단이 되지 않는 것으로 분석되어 제안한 방법이 유효함을 알았다. 본 연구에서 제안한 방법은 실제 선박에서 계류삭 파단을 방지하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

해양사고를 야기한 선원들의 행동오류 식별은 해양사고 예방, 저감 또는 억제에 중요한 단서가 된다. 본 연구의 목적은 SRKBB(Skill-, Rule-, and Knowledge Based Behavior) 이론을 이용하여 해양사고 종류별로 선원들의 행동오류를 식별하는데 있다. 행동오 류 식별을 위하여 9년간(2008∼2016)의 해양사고 재결서 1,744건에 기록된 사고내용을 수집한 후, 사고를 야기한 선원들의 행동오류를 SBBE(Skill-Based Behavioral Error), RBBE(Rule-Based Behavioral Error), KBBE(Knowledge-Based Behavioral Error) 세 가지 종류로 분류하였다. 행동오류 분류를 위하여 SRKBB 이론을 적용한 행동오류 분류용 프레임워크를 제안하고, 이 프레임워크를 이용하여 행동오류 데이터를 구축하였다. 사고종류별 행동오류의 빈도를 분석한 결과, 충돌사고는 SBBE가 가장 높은 빈도로 관측되었고, 이어서 RBBE가 두 번째로 높은 빈도로 관측되었다. 이에 반하여 좌초, 전복 및 침몰 등의 사고는 KBBE 중에서 높은 빈도로 관측되었다. 연구결과, 해양사고 종류별로 선원들의 행동오류 식별이 가능하였고, 해양사고 종류별 사고 예방에 필요한 선원들의 행동오류 보정에 관한 단서를 확보할 수 있었다.

주제어(key word, KW)는 해양사고의 주요한 원인을 간단하게 표현하기 위한 단어들의 집합으로 해양안전심판원의 심판관들이 작 성한다. KW는 심판관들의 서로 다른 주관적인 견해 때문에 일관성 유지가 어렵고, KW의 수가 너무 많은 문제점이 있다. 이러한 문제를 해 결하기 위해서는 최적화된 최소의 공통단어(common word, CW)를 이용한 체계적인 KW 구축 프레임이 필요하다. 본 연구의 목적은 체계적 인 KW 구축 프레임 개발에 필요한 CW을 도출하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 연구에서는 파레토(Pareto) 분포함수와 파레 토 지수를 이용한 최적의 최소 CW 도출방법을 제안하였다. 총 2,642개의 KW을 수집한 후, 수집한 KW의 세부 단어와 이들의 빈도를 갖는 데이터 세트에서 총 56개의 특징적인 CW를 식별하였다. 56개의 특징적인 CW를 이용한 단어 축소실험을 통해서 평균 58.5%의 축소율을 획 득하였고, 축소율에 따라서 추정한 CW는 파레토 차트로 검증하였다. 이를 통해서 체계적인 KW 구축 프레임 개발이 가능할 것으로 기대된 다.