선박과 물체의 충돌위험을 파악하는 것은 항해안전에 중요하다. 본 연구의 목적은 선박이 방파제 사이를 통과할 때 선박 도메인이 방파제에 의해서 침범당하는 현상을 분석하는 것이다. 연구방법은 먼저, 방파제가 주어진 조건으로 설계된 선박 도메인을 침범하는 영역을 평가하기 위한 방법을 제안하였다. 그런 후, 부산항 방파제 부근을 항해하는 선박들의 AIS(Automatic Identification System)로부터 실 험 데이터를 획득하고 처리하여 방파제 사이에서 형성될 수 있는 선박 도메인을 구축하였다. 이 때 선박 도메인은 Fujii의 Domain을 이용 해 구축하였다. 마지막으로, 구축한 선박 도메인이 방파제에 의해서 침범당하는 현상을 분석하였다. 실험결과, 방파제에 의해서 침범당하는 선박 도메인이 확인되었다.

Even if only two ships are encountered, a collision may occur due to the mistaken judgment of the positional relationship. In other words, if an officer does not know a target ship’s intention, there is always a risk of collision. In this paper, the experiments are conducted to investigate how the intention affects the action of collision avoidance in cooperative and non-cooperative situations. In non-cooperative situation, each ship chooses a course that minimizes costs based on the current situation. That is, it always performs a selfish selection. In a cooperative situation, the information is exchanged with a target ship and a course is selected based on this information. Each ship uses the Distributed Stochastic Search Algorithm so that a next-intended course can be selected by a certain probability and determines the course. In the experimental method, four virtual ships are set up to analyze the action of collision avoidance. Then, using the actual AIS data of eight ships in the strait of Dover, I compared and analyzed the action of collision avoidance in cooperative and non-cooperative situations. As a result of the experiment, the ships showed smooth trajectories in the cooperative situation, but the ship in the non-cooperative situation made frequent big changes to avoid a collision. In the case of the experiment using four ships, there was no collision in the cooperative situation regardless of the size of the safety domain, but a collision occurred between the ships when the size of the safety domain increased in cases of non-cooperation. In the case of experiments using eight ships, it was found that there are optimal parameters for collision avoidance. Also, it was possible to grasp the variation of the sailing distance and the costs according to the combination of the parameters, and it was confirmed that the setting of the parameters can have a great influence on collision avoidance among ships.

이 연구는 운항자가 항해 중 위험을 느끼는 고정 및 이동 물표에 대한 해상교통위험성평가에 대한 것이다. 이를 위해 선박 길이와 속력, 선박조종성능이 고려된 동적선박영역을 기초로 한 충돌위험평가식을 구하였다. 특히, 동적선박영역과 충돌위험평가식을 하이브리드 결합하여 자선의 크기, 속력 등의 영향을 정량적으로 지표화한 항해위험성평가모델을 검토 및 개선하고자 한 것이다. 기존 항해위험성평가 모델에 적용이 부족한 속장비(speed length ratio) 즉, 선박의 길이와 속력에 대한 비가 고려된 새로운 형태의 해상교통위험성평가 모델을 제안하고자 한다. 그 결과 무차원 속력 즉, 속장비가 클수록 CJ 값이 크며, CJ 값은 속장비에 의해 잘 표현되고 있다. 또한, 속장비가 크면 속장비가 작은 경우보다, 보다 먼 거리에서부터 [주의], [경계], [위험] 또는 [매우위험]상태에 도달한다. 이 연구의 결과는 위험항로 회피 또는 최적항로 구축, 방파제폭이나 교량경간 등을 포함한 항로나 항만개발, 연안항해용 안전해도 개발 및 향후 자율운항선박과 같은 스마트선박의 운항 중 충돌방지와 최적항로 선정에 자료로 사용될 수 있을 것이다.

본 연구는 어선전복경보시스템 개발을 위해 어선의 횡동요 특성을 파악하고 시간영역 횡동요 운동 시뮬레이션을 수행한다. 어 선전복경보시스템의 검증을 위해서는 전복 상황을 가정하여 시험을 수행하고 실제 어선 계측을 수행해야 하지만, 상황의 위험성으로 인 해 현실적으로 불가능하다. 또한 많은 전복사고의 경우 횡동요와 밀접한 연관이 있는 것으로 조사되었다. 이에 따라 어선전복경보시스템 의 핵심인 어선의 횡동요특성을 정확히 파악하여 시간영역 기반 횡동요 시뮬레이션을 수행하고 해당 정보를 통해 시스템에 탑재된 경보 시스템의 알고리즘을 검증한다. 주요내용으로 첫째, 횡동요 운동 특성을 운동 시험을 통해 계측하고 파악한다. 특히 어선과 같은 소형선 박의 경우 CFD 및 포텐셜 코드를 포함한 해석적인 방법으로 점성과 관련된 횡동요 해석이 어렵다. 이에 따라 횡동요 운동 모드에 초점을 맞추어 운동 시험을 수행하고 횡동요 RAO를 도출한다. 둘째, 횡동요 RAO를 이용하여 Wave Spectrum과의 조합으로 시간영역 운동 시뮬레 이션을 수행하고 전복 경보 알고리즘을 검증한다.

This paper is to study a technique to detect the real-time route aberrance on the passage route using bumper area of the ship domain theory. In order to evaluate the risk of route aberrance, a quarter line was created between the center line and the outer line, and a passage route with the image line outside the outer line was designed. It calculated the real-time route aberrance with the vessel bumper area to measure the risk level on the passage route. The route aberrance using overlap bumper area was simulated through three kinds of scenario vessel at the designed passage route. In this paper, we proposed Ratio to Aberrance Risk as one of the evaluation parameter to detect the route aberrance risk at each sector in the passage route and to give the evaluation criteria of 5 levels for seafarer’s navigation safety. The purpose of this work is to provide the information of the route aberrance to seafarer automatically, to make it possible to prevent the human errors of seafarer on the high risk aberrance route. As the real-time risk of route aberrance on the passage route is automatically evaluated, it was well thought that seafarer can have only a little workload in order to know the risk of route aberrance at early-time. Following the further development of this work, the techniques for detecting the real-time route aberrance will be able to use the unmanned vessel.

The paper suggests a new method of collision avoidance stemming from the concept of the polygonal target ship domain. Since the last century, we have witnessed the current typical ship domains classified and described. In this proposition, firstly, the domain is a geometrical manner which is used in both analytical and statistical method, resulting in the signification of practical application and simulation. Secondly, such domain will be applied to target ship under the combination of two separated parts: “Blocking area” and “Action area” in order to define the area where the ship must keep outside and how the actions to avoid collision can be generated. Thirdly, the concept has suggested the number of mathematical models for different approaching encounters, including head-on, overtaking and crossing situation. Finally, the parameters of turning circle of the ship can be proposed in determining the size of the domain. Statistical evidences indicate that this method reflects a crew’s real habit and psychological in maneuvering. As the result, simple domain is shaped like imagination of sailors, but more accurate in calculating boundary. It promises an effective solution for automatic collision avoidance method. The next researches of this paper have achieved positive results in finding shortest route for avoiding collision. Moreover, while using statistical methods, classical researches face a serious problem in a wide application with different areas, this concept can make up a beneficial solution for the popular application. The numerous ship domains which are in previous researches will be carried out to compare and point out the simplification and effectiveness of the new method in practice.

본 연구에서는 해상교통혼잡도에 영향을 미치는 요소인 선박점용영역크기, 선박의 속력, 항로폭에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 가장 민감한 요소로 선박점용영역을 도출하였다. 선박점용영역에 대해 일본, 덴마크 해협, 중국 상하이항에서의 점용영역에 대한 기존 연구사례를 조사하고, 우리나라 진해만 피항시의 해상교통관측조사를 통한 선박점용영역을 도출하여 비교 분석하였다. 민감도 분석 결과, 선박속력 1노트 변화시 10 %, 항로폭 100미터 변화시 18 %, 점용영역 장직경 1L 변화시 34 %∼43 %의 영향이 미치는 것으로 분석되었다. 그 결과, 현행 진단제도에서 사용하는 8L×3.2L, 6L×1.6L은 일본의 3.5L×1.5L, 중국 상하이항 5.9L×2.2L, 덴마크 해협 4L×5B 및 진해만 피항시의 선박점용영역 3L×2L과 큰 차이가 있음을 확인하였다.

This paper describes the application method of bumper area defined in the ship domain theory and it is to identify risky sectors in VTS(Vessel Traffic Services) area. The final goal of this work is to develop early warning system providing the location information with high traffic risks in Mokpo VTS area and to prevent the human errors of VTS Officer(VTSO). The current goal of this paper is to find evaluation and detection method of risky sectors. The ratio between overlapped bumper area of each vessels and the summing area of a designated sector, Ratio to Evaluate Risk(RER) r is used as one of evaluation and detection parameter. The usability of overlapped bumper area is testified through three kinds of scenarios for various traffic situations. The marine traffic data used in the experiments is collected by AIS(Automatic Identification System) receiver and then compiled in the SQL(Structured Query Language) Server. Through the analysis of passing vessel‘s tracks within the boundary of Mokpo VTS area, the total of 11 sectors are identified as evaluation unit sector. As experiment results from risk evaluation for the 11 sectors, it is clearly known that the proposed method with RER r can provide the location information of high risky sectors which are need to keep traffic tracks of vessel movements and to maintain traffic monitoring by VTSO.

최근 지구온난화의 영향으로 지구가 불안정기에 접어들어 지구적 규모의 재해가 자주 발생하고 있는 가운데, 어떻게 하면 이러한 재해를 예방하고, 피해를 최소화 할 것인지에 대해 고려해 봐야 할 시점이다. 특히 거대지진에 의한 쓰나미의 발생을 경고하고 있는 상황이기 때문에 쓰나미에 의한 계류선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 또한 항내 계류선박의 장주기 동요에 동반하는 선체동요로 인하여 하역중지나 계류시설의 손상에 관한 문제가 보고되었다. 이러한 장주기 동요의 주요 발생 원인이 항내 장기주파와 계류선박의 고유주기가 일치하는 공진현상에 의한 것으로, 수조실험을 통해 공진현상의 계류선박에의 동요영향을 파악하였다. 그리고 쓰나미의 내습으로 인한 항만내 계류중인 선박의 거동에 대한 수치 시뮬레이션을 행하여 공진주기파를 고려한 선박운동에의 영향 및 계류하중을 실험적으로 평가한다.