종합 안전관리체계인 e-navigation을 준비하기 위해 선박의 의도된 경로를 선박 대 선박, 그리고 선박 대 육상 간에 공유하는 경로교환에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 경로교환을 위한 기술적인 측면에서의 연구·개발은 진행되고 있으나, 그 효과나 문제점 등 도입 필요성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 선박조종 시뮬레이션을 통해 경로교환이 항해 안전에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고, 시뮬레이션 수행자들의 주관적인 평가를 종합하여 경로교환의 효과를 검증하였다. 선박 간 경로교환을 할 경우 최초 충돌회피 시점은 평균 3.43분 더 빨라졌으며, 충돌회피 방향은 60%가 변경되었다. 또한 타선 A와의 최근접점은 31% 더 가까워지고, 평균 타 사용지수는 57% 줄어들었다. 그리고 설문 응답자의 95%는 경로교환이 충돌회피 의사결정에 영향, 85%는 안전운항에 긍정적인 영향, 90%는 사고예방 효과, 70%는 항해사의 심리적 부담 경감, 70%는 경로교환을 실무에 도입해야한다고 답하였다.

Ship handling simulator is a virtual ship navigating system with three dimensional screen system and simulation programs. FTS simulation can produce theoretically infinite experiment tests without time constraint, but which results in collecting determins

최근 해상교통안전진단제도가 국내에 도입되면서 선박의 안전여부를 판별하는 중요한 핵심 기술 요소로 다양한 항행 환경을 인위적으로 재현하는 선박조종시뮬레이션이 활용되고 있다. 그러나 현행 시행지침에 명시된 진단기술은 국내 시뮬레이터 보유 기관에서 공통적으로 활용하고 있는 수행 절차 및 평가 방법 등을 일반화한 것으로 이에 대한 적절한 보완 또는 개선이 필요하다. 본 연구는 현행 선박조종시뮬레이션 진단기술의 기술력 분석과 함께 한계점 및 문제점 등의 적정성 평가를 수행하였다. 또한 선박조종시뮬레이션 선박모델의 표준화, 표준조선법, 평가 방법 등의 고도화 방안을 제시하였다. 이러한 연구 결과는 선박조종시뮬레이터 시스템 개선은 물론 해상교통안전진단제도에 활용되고 있는 진단 기술의 정량화 및 신뢰성 향상에 기여할 것으로 사료된다.

현재 해상교통 및 선박 통항안전성의 판단을 위하여 사용되는 일반적인 방법은 선박조종시뮬레이션에서 구해진 선박의 거동자료와 조종자 의견을 검토하는 방법이다. 구체적인 평가 방법은 해상 시설물에 대한 선박의 접근, 선체 제어의 난이도 및 실제 조종자의 의견 분석이 있다. 해상 시설물에 대한 선박의 접근 및 선박의 제어와 관련된 부분은 통계적으로 산출이 가능하여 그 기준이 명확하나, 조종자의 의견에 의 한 평가는 상대적으로 기준이 모호한 측면이 있고 또한 조종자의 평가와 선박제어의 난이도와의 관계에 대한 연구도 부족하다. 따라서 본 연 구에서는 선박제어의 난이도와 조종자의 평가를 각각 기술적 운항만족도와 심리적 운항만족도로 정의하였다. 먼저 퍼지추론을 통하여 기술적 운항만족도를 수치화하였고, 이로부터 기술적 운항만족도와 심리적 운항만족도의 관계를 정리하였다.

The Korean government has introduced and enforced maritime traffic safety assessment to secure traffic safety since 2010. The maritime traffic safety assessment is needed by law to design a new port or modify an existing one. According to Korea Maritime Safety Act, in the assessment the propriety of marine traffic system consists of the safety of channel transit and berthing/unberthing maneuver, safety of mooring, and safety of marine traffic flow. The safety of channel transit and berthing/unberthing maneuver can be evaluated only by ship-handling simulation. The ship-handling simulation is carried out by sea pilots working with the port concerned. The vessel’s proximity measure is an important factor to evaluate traffic safety. The proximity measure is composed of vessel’s closest distance to channel boundary and probability of grounding/collision. What is more, the probability of grounding becomes important. According to central limit theorem, a sample has a normal distribution on condition that its size is more than 30. However, more than 30 simulation runs bring about the increase of assessment period and difficulty of employing sea pilots. Therefore this paper is to find out minimum sample size for evaluating vessel’s proximity. First sample sets of size of 3, 5, 7, 9 etc. are selected randomly on the basis of normal distribution. And then KS test for goodness of fit and t-test for confidence interval are applied to each sample set. Finally this paper decides the minimum sample size. As a result this paper suggests the minimum sample size of 5, that is, the simulation of more than five times.

Berthing and unberthing maneuver is essential work for marine pilots and securing the safety against risks during the maneuver is more important than anything else. Moreover, the maneuvering environment in ports and harbors has changed rapidly and got worse due to development of a new port, the advent of a new type or large-sized ship, and the rapid increase in harbor traffic. As one of measures taken to cope with such changes in the maneuvering environment and for each pilot to improve his own maneuvering ability, this paper developed laptop-based ship-handling simulator which is readily available anytime and anywhere. This paper is to develop a conning display for ship's maneuvering and electronic chart based display widely used nowadays to represent a model ship's movement. The displays were arranged appropriately considering pilot age, easy handling by mouse, using a maximum screen, proper arrangement of rudder, engine, thruster, tug etc and representation of information. Up to now thirteen (13) model ships were developed based on real-ship, whose mathematical model is Japanese MMG & pilots' low speed maneuver.

시뮬레이션 가시화 기술은 시뮬레이터 사용자가 직접적으로 접하게 되는 기술이며, 사용자들은 보다 빠르고, 보다 현실적이며, 보다 직관적인 시뮬레이션 영상을 요구하고 있다. 컴퓨팅 기술 및 영상장비 기술 등의 하드웨어는 우수한 성능으로 발전된 반면, 현재 일반적으로 선박 운항 시뮬레이터에 사용되고 있는 그래픽 렌더링 엔진은 그 한계를 나타내고 있다. 또한 이러한 배경에서 본 논문에서는 선박 운항 시뮬레이션 시스템의 가시화를 위해 필요한 요구사항을 도출하였다. 가시화 요구사항들을 반영할 수 있는 상업용 및 공개용 그래픽 렌더링 엔진에 대해 조사/검토하며, 시스템 요구사항을 만족시키기 위한 그래픽 렌더링 엔진의 장단점을 분석하였다. 이를 통해 선박 운항 시뮬레이션 가시화에 대한 그래픽 렌더링 엔진으로서 OGRE3D의 활용가능성을 평가하였으며, 예부선 운항 시뮬레이션 가시화를 대상으로 OGRE3D 엔진의 타당성을 검토하였다.

최근 국내에서는 원활한 물류 수송과 도로 이용자의 편의를 도모하기 위해 항만 및 주요 항로를 횡단하는 대형 해상교량 건설이 활발하게 추진되고 있다. 그러나 이러한 해상교량건설이 육상 도로시스템의 연장선상에서 경제 원리에 입각하여 추진된다면 이는 해상교통안전 확보에 지장을 초래할 수도 있을 것이다. 이러한 위험요소를 사전에 검증하고 통항안전성 유무를 평가하기 위하여 대표적인 방법으로 선박조종시뮬레이션을 채택하고 있다. 본 연구에서는 국내 전 기능 선박조종시뮬레이터(FMSS)를 보유하고 있는 대표 4개 기관에서 해상교량 건설과 관련하여 수행했던 통항안전성 평가 보고서를 비교 분석하여, 각 기관별 수행 방법에 대한 차이점과 문제점을 도출하고, 향후 시뮬레이션의 수행 및 평가 방법에 대한 표준화 필요성을 제시하고자 한다.

항만이나 항로에서의 심층적인 선박운항 안전성 평가를 위한 목적으로 주로 선박운항 시뮬레이션 시스템이 사용되고 있다. 하지만, 실제 해상에서 선박이 조우할 수 있는 환경 조건은 매우 다양한 반면, 비용이나 시간적인 제약으로 인하여 실시간 선박운항 시뮬레이션은 극히 한정된 경우에 대해서만 수행되는 것이 일반적이다. 본 논문에서는, 이러한 실시간 시뮬레이션 실험 조건을 효과적이고 체계적으로 도출하기 위한 통계적 기법에 대하여 제안하고, 이 기법을 실제 선박 운항 안전성 평가를 위한 시뮬레이션 연구에 적용한 실증 분석 결과를 사례 연구로 기술하였다. 실증 분석에는 주성분을 이용한 종합 운항 난이도 산정 방법과 누적 확률분포 개념을 이용하여 선박 운항 난이도가 높은 실험 조건을 실시간 시뮬레이션 실험 조건으로 선택하는 기법을 제시하였다.