본 논문은 선박이 조우하는 상황에서 충돌의 위험에 대한 판단을 지원하여 충돌사고를 예방하기 위하여 선박충돌위험성을 평 가하는 방법을 제안하고자 한다. 선박의 항해는 불확실성이 다수 내포되어 있기 때문에 충돌의 위험을 평가할 때 선박충돌위험성이 가진 불확실성을 고려할 필요가 있다. 본 논문은 불확실성을 처리하고 각 상대 선박의 충돌의 위험을 실시간으로 평가하기 위하여 Dempster－ Shafer 이론을 적용한다. 선박충돌위험의 평가 요인으로 DCPA(distance at closest point approach), TCPA(time to closest point approach), 상대 선 박과의 거리, 상대방위, 속도비율 등이 사용되며, 각 평가 요인별 멤버쉽 함수로 계산된 기본확률배정함수(basic probability assignment)는 Dempster－Shafer 이론의 융합 규칙을 통하여 융합된다. 선박들이 실제로 조우하는 상황에서 수집된 선박자동식별장치 데이터를 사용하여 제안된 방법을 실험한 결과 평가의 적합성이 검증되었다. 선박간 조우 상황에서의 실시간으로 충돌위험성을 평가함으로써 인적오류로 인 한 충돌사고를 예방할 수 있으며, 해상교통관제시스템과 자율운항선박의 충돌회피시스템에도 활용될 것으로 기대된다.

본 논문에서는 현재 건설 중인 목포 대교와 통항 선박 사이에 발생 가능한 충돌 위기를 평가하기 위한 선박-교량 충돌 모델(Real-Time Bridge-Vessel Collision Model, RT-BVCM)을 제안하였다. RT-BVCM의 수학 모델은, 항행환경으로 선박이 이탈하게 되는 원인 확률과, 선박의 크기와 교량 구조로 인한 기하학적 확률, 선박의 충돌 침로와 정지거리에 기인한 충돌 회피 실패 확률 등으로 구성하였다. 그리고 이러한 확률적인 수학 모델은 1부터 5까지의 위기수준을 갖는 위기지수로 나타냈다. 본 연구에서 제안한 RT-BVCM은 기존 AASHTO(American Association of State Highway and Transportation Officials)에 제시된 선박-교량 충돌 모델과 달리, 충돌 회피를 위한 충분한 시간을 확보할 수 있는 장점이 있다. 3,000 GT와 10,000 GT 실험 선박에 다양한 항행환경을 적용한 시뮬레이션 실험 결과, 제안한 모델이 목포 대교와 통항 선박 사이의 충돌위기 평가 모델로 타당함을 확인하였다.

Evaluation of collision risk plays a key role in developing the expert system of navigation and collision avoidance. This paper presents a new collision risk model formula that is one modification model on the basis of one approach to the evaluation of collision risk using sech function produced in earlier studies. And as a tool of the evaluation field of ship collision, this paper applied the new model in appraising the collision risk and represented how to decide the safe range of own ship's action. Moreover this paper also analyzed theoretically how to determine the coefficients as described in the new modification model, and suggested the appropriate values as applicable.

Evaluation of the quantitative risk of collision plays a key role in developing the expert system of navigation and collision avoidance. This study analysed thoroughly how to determine the threshold of avoidance sector as described in the new evaluation of collision risk, and suggested the collision risk obtained by the alteration of course and/or speed in order to pass clear qf each danger zone as the threshold of avoidance sector.

Evaluating the risk of collision quantitatively plays a key role in developing the expert system of navigation and collision avoidance. This study analysed thoroughly how to determine the threshold function related to the avoidance time as described in the new evaluation of collision risk using sech function, and developed the appropriate equation as applicable.

충돌위험도의 정량적인 평가는 항해ㆍ충돌방지 전문가 시스템 개발에 있어서 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 sech 함수를 이용한 새로운 충돌위험도 평가법에서 나타난 기울기계수를 결정하는 방법을 이론적으로 분석하고 실제 상황에 적용할 수 있는 값을 제시하였다.

충돌위험도의 정량적인 평가는 항해ㆍ충돌방지 전문가 시스템 개발에 있어서 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 기존의 충돌위험도 평가 방법을 분석하여 문제점을 비교ㆍ검토하였으며, 그 대안으로 Sech 함수를 이용한 충돌위험도 평가 방법을 새롭게 시도하였다. 이를 충돌위험도 평가에 적용하고 본선의 안전한 행동구간을 결정할 수 있는 방법을 제시하였다.