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Abstract 대부분의 해양 사고는 항해사의 미숙이나 부주의 등 인적 원인이 주요 원인으로 지적된다. 이를 해결하기 위해, 다수의 선박이 운항하는 복잡한 해상 환경에서 항해사에게 적절한 충돌 회피 정보를 제시하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 선박들이 실시간으로 주고 받는 AIS (Auto Identification System) 데이터를 이용해 해상 충돌 위험도를 계산하고 실시간으로 충돌 회피 경로를 제시하는 알고리즘을 제안하고, 이를 활용해 항해사에게 가이드 역할을 할 수 있는 해상 충돌 회피 정보 가시화 프로그램을 개발했다. 제안된 방법의 입력 데이터인 AIS 데이터는 항통 장비 데이터 통신 (NMEA protocol) 인터페이스를 통해 실시간으로 전달받고, 전달받은 데이터는 타선 및 장애물의 위치, 속도, 선수각 등의 정보를 포함한다. 이 데이터를 활용하여 최근접점 (CPA, Closest Point of Approach)에 기반한 방법으로 해상 충돌 위험도를 평가한다. 얻어진 해상 충돌 위험도를 바탕으로 Dijkstra 알고리즘, A* 알고리즘, 등시선 (isochrones) 알고리즘 등 다양한 경로 생성 알고리즘을 활용해 선박의 충돌 회피 경로를 생성한다. 특히, 충돌 회피 경로를 생성할 때 COLREGs (The International Regulations for Preventing Collisions at Sea) 등의 국제 규약과 실제 항해 기술이 고려되었다. 제안된 방법의 효용성을 확인하기 위해, 이를 다양한 시험 운항 시나리오에 적용하고 실 항해 데이터와도 비교해 보았다. 그 결과, 제안된 방법이 충돌 위험도가 높은 복잡한 운항 해역에서 효과적으로 충돌 회피를 할 수 있음을 확인하였다.

Keywords: 충돌 회피 (Collision avoidance), 충돌 위험도 (Collision risk), AIS (Auto Identification System, 선박 자동 식별 장치), COLREGs (해상에서의 선박 충돌 방지 협약)
Publication Date 2019-10-25

하지상, 노명일, 이혜원, 은종호, 박종진, "실시간 AIS 데이터를 이용한 해상 충돌 회피 알고리즘 연구", 2019년도 대한조선학회 추계학술발표회, 경주, pp. 430, 2019.10.24-26


  1. 함승호, 노명일, "유연 다물체 동역학 및 비 상호 관통 제약 조건을 활용한 조선 해양 역학 시뮬레이션 사례 연구", 2017년도 조선해양생산연구회 춘계학술발표회, 울산, 2017.05.18-19

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  2. 함승호, 김기수, 조로만, 이성, 노명일, 하솔, "물리 기반 해석-가상 현실-하드웨어 통합 시뮬레이션 기술 개발", 2015년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 182-184, 2015.05.21-23

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  3. 한성남, 이규열, 노명일, "개선된 유전자 알고리즘을 이용한 최적 공간 배치 설계에 관한 연구", 2001년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 서울, pp. 253-260, 2001.02.09

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  4. 한성남, 노명일, 이규열, "최적 공간 배치 설계를 위한 개선된 유전자 알고리즘에 관한 연구", 2001년도 한국경영과학회/대한산업공학회 춘계학술발표회, 양양, pp. 239, 2001.04.27-28

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  5. 하지상, 노명일, 함승호, 이성준, "메타 모델링 기반의 유압 시스템의 최적 설계 방법 연구", 2017년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 45, 2017.04.19-20

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  6. 하지상, 노명일, 함승호, "유압식 피스톤 사출 장치의 최적 설계 방법 연구", 2017년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 454, 2017.02.08-10

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  7. 하지상, 노명일, 조로만, 은종호, 박종진, 이동연, "AIS 데이터를 이용한 해상 충돌 위험도 평가 방법 및 회피 대응 알고리즘 연구", 2018년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 261, 2018.05.24-25

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  8. 하지상, 노명일, 이혜원, 은종호, 박종진, "실시간 AIS 데이터를 이용한 해상 충돌 회피 알고리즘 연구", 2019년도 대한조선학회 추계학술발표회, 경주, pp. 430, 2019.10.24-26

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  9. 하지상, 노명일, 이종혁, 김진혁, 공민철, 함승호, "디지털 트윈을 이용한 선박 원격 운항 시스템", 2020년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 342, 2020.02.05-08

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  10. 하지상, 노명일, 이성준, 김기수, 이승민, "선박의 쾌속 침수 해석을 위한 메타 모델링 적용 방안 연구", 2017년도 한국CDE학회 하계학술발표회, 서울, 2017.08.17-18

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